超超臨界直流鍋爐SCR出口氨逃逸率高淺析

超超臨界直流鍋爐SCR出口氨逃逸率高淺析

摘要：通過(guò)對(duì)NOx測(cè)量計(jì)算原理簡(jiǎn)要分析，再結(jié)合本單位兩臺(tái)超超臨界機(jī)組直流鍋爐相關(guān)煙氣參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)及對(duì)比分析，總結(jié)得出超超臨界機(jī)組直流鍋爐脫硝反應(yīng)器出口氨逃逸率高的一些影響因素并提出相關(guān)運(yùn)行調(diào)整方法。Keys：氨逃逸率；原因；凈煙氣參數(shù)；運(yùn)行調(diào)整引言寧夏棗泉電廠兩臺(tái)鍋爐為北京B&W公司制造的超超臨界參數(shù)、螺旋爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、緊身封閉的Π型鍋爐。脫硝系統(tǒng)采用選擇性催化還原法（SCR）脫硝裝置，還原劑采用液氨，脫硝層數(shù)按3＋1設(shè)置，脫硝效率不小于87%，氨逃逸率不大于3ppm。因脫硝系統(tǒng)還原劑采用的是氨氣，所以在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中會(huì)存在因噴氨量過(guò)多而產(chǎn)生的氨逃逸率，不僅會(huì)對(duì)機(jī)組設(shè)備安全產(chǎn)生影響，而且不能達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。寧夏棗泉電廠兩臺(tái)超超臨界機(jī)組直流鍋爐目前已投產(chǎn)五年，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行調(diào)整，通過(guò)對(duì)本單位兩臺(tái)鍋爐脫硝系統(tǒng)參數(shù)、原煙氣和凈煙氣參數(shù)以及脫硝反應(yīng)器催化劑性能等參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)得出一些運(yùn)行影響因素和運(yùn)行調(diào)整方法。1相同工況下，#1、2機(jī)組總排口煙氣參數(shù)對(duì)比分析1.1300MW穩(wěn)定運(yùn)行工況#1爐：A/B/C/E磨運(yùn)行，總風(fēng)量1320t/h；#2爐：A/B/C/E磨運(yùn)行，總風(fēng)量1300t/h。凈煙氣參數(shù)機(jī)組#1機(jī)組#2機(jī)組濕態(tài)氧量（%）8.098.90干態(tài)氧量（%）8.9710.20濕度（%）9.8112.78凈煙氣壓力（kPa）-0.070-0.077折算前NOx（mg/Nm3）2722折算后NOx（mg/Nm3）3735原煙氣流量（Nm3/h）13240001328500凈煙氣流量（Nm3/h）14177001467000表1總排口凈煙氣參數(shù)1.2580MW穩(wěn)定運(yùn)行工況#1爐：A/B/C/D/E/F磨運(yùn)行，總風(fēng)量2050t/h；#2爐：A/B/C/D/E/F運(yùn)行，總風(fēng)量2060t/h。凈煙氣參數(shù)機(jī)組#1機(jī)組#2機(jī)組濕態(tài)氧量（%）4.036.37干態(tài)氧量（%）4.527.45濕度（%）10.8714.50凈煙氣壓力（kPa）-0.054-0.079折算前NOx（mg/Nm3）3929折算后NOx（mg/Nm3）4038原煙氣流量（Nm3/h）20922001950000煙氣流量（Nm3/h）20083002132300表2總排口凈煙氣參數(shù)1.3總排口凈煙氣參數(shù)對(duì)比分析由表1和表2中的參數(shù)可知：兩臺(tái)機(jī)組在相同負(fù)荷且工況穩(wěn)定的條件下，當(dāng)總排后折算后NOx含量相近時(shí)，兩臺(tái)機(jī)組的凈煙氣干、濕態(tài)氧量及濕度存在差異，特此聯(lián)系檢修人員對(duì)#2機(jī)組凈煙氣CEMS分析儀進(jìn)行標(biāo)定。經(jīng)CEMS檢修人員對(duì)#2機(jī)組A側(cè)/B側(cè)出入口CEMS分析儀及凈煙氣CEMS分析儀進(jìn)行標(biāo)定后交代：#2機(jī)組脫硝A側(cè)/B側(cè)出入口CEMS分析儀和采樣探頭經(jīng)檢查數(shù)據(jù)正常，設(shè)備可以正常測(cè)量，總排口凈煙氣CEMS分析儀測(cè)量正常。1.4凈煙氣NOx折算值計(jì)算原理及邏輯1.4.1實(shí)測(cè)過(guò)量空氣系數(shù)實(shí)測(cè)過(guò)量空氣系數(shù)=21/（21-O2）其中：21為空氣中的氧含量O2為實(shí)際測(cè)量的干態(tài)氧含量干態(tài)氧含量=濕態(tài)氧含量/（1-0.01*濕度）1.4.2折算系數(shù)折算系數(shù)=實(shí)測(cè)過(guò)量空氣系數(shù)/標(biāo)準(zhǔn)過(guò)量空氣系數(shù)其中：燃煤鍋爐的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)量空氣系數(shù)為1.41.4.3折算值折算值=濃度*折算系數(shù)/（1-0.01*濕度）其中：折算值為NO2/SO2/CO/DUST等污染物的折算值濃度為NO2/SO2/CO/DUST等污染物的實(shí)測(cè)濃度由凈煙氣NOx折算值計(jì)算原理及邏輯可知：煙氣中的含氧量也參與了計(jì)算并對(duì)計(jì)算值產(chǎn)生影響，當(dāng)凈煙氣中的氧量越大，則計(jì)算出的NOx折算值也將越高。煙氣濕度也參與凈煙氣NOx折算，當(dāng)煙氣濕度越大，則計(jì)算出的NOx折算值也將越高。由表1和表2中的參數(shù)可得出以下結(jié)論：1）#2機(jī)組凈煙氣濕度比#1機(jī)組凈煙氣濕度實(shí)測(cè)值高，故而#2機(jī)組折算出的干態(tài)氧量比#1機(jī)組就高，造成#2機(jī)組凈煙氣NOx折算值比#1機(jī)組高。根據(jù)以上公式計(jì)算得出，當(dāng)兩臺(tái)機(jī)組濕態(tài)氧量、實(shí)測(cè)NOx濃度相同的條件下，利用#2機(jī)組的濕度和#1機(jī)組的濕度分別計(jì)算出的折算NOx濃度相差約10mg/Nm3，即#2機(jī)組折算NOx要比#1機(jī)組高10mg/Nm3。因兩臺(tái)機(jī)組因脫硝控制的是凈煙氣NOx折算值，相同工況、相同控制指標(biāo)情況下，供氨量就偏大，進(jìn)而造成氨逃逸率偏大。因此推斷#2機(jī)組凈煙氣采樣探頭位置安裝有問(wèn)題或者煙氣濕度確實(shí)偏大，需設(shè)備部配合查找#2機(jī)組凈煙氣濕度大的具體原因。2）兩臺(tái)機(jī)組凈煙氣壓力均為負(fù)壓，且#2機(jī)組負(fù)壓在相同負(fù)荷且工況穩(wěn)定的條件下低于#1機(jī)組，故懷疑#2機(jī)組煙道膨脹節(jié)、濕電除塵器本體等部分可能存在漏風(fēng)現(xiàn)象，導(dǎo)致凈煙氣CEMS含氧量偏高，造成凈煙氣NOx折算值偏高。因脫硝控制的是凈煙氣NOx折算值，相同工況、相同控制指標(biāo)情況下，供氨量就偏大，進(jìn)而造成氨逃逸率偏大。因此推斷#2機(jī)組煙道膨脹節(jié)、濕電除塵器本體等部分可能存在漏風(fēng)現(xiàn)象也是導(dǎo)致#2機(jī)組噴氨量大的一個(gè)原因。目前，已排查發(fā)現(xiàn)#2爐電除塵A、B側(cè)出口煙道人孔門吸氣量較大，正在處理。2#2機(jī)組脫硝反應(yīng)器催化劑性能老化對(duì)比分析2020年與2021年對(duì)比由圖中2020年和2021年對(duì)比可知：#2機(jī)組負(fù)荷在約410MW時(shí)，2020年A、B側(cè)噴氨量明顯小于2021年，2021年的氨逃逸率均值為4.8ppm左右（A側(cè)）和4.9ppm左右（B側(cè)），2020年的氨逃逸率均值為2.9ppm左右（A側(cè)）和2.9ppm左右（B側(cè)）。故而推斷#2機(jī)組脫硝催化劑可能存在局部堵塞、性能老化情況，從而造成#2機(jī)組氨逃逸率高。結(jié)論綜上分析，為降低#2機(jī)組氨逃逸，建議如下：1、聯(lián)系設(shè)備管理部，運(yùn)行中對(duì)#2機(jī)組煙道膨脹節(jié)、濕電除塵器本體等部分可能存在漏風(fēng)的地方進(jìn)行全面排查；停機(jī)期間對(duì)煙道負(fù)壓側(cè)進(jìn)行充壓試驗(yàn)查找漏點(diǎn)，消除漏風(fēng)現(xiàn)象。2、聯(lián)系設(shè)備管理部，排查#2機(jī)組凈煙氣采樣探頭位置安裝有無(wú)問(wèn)題及凈煙氣濕度大的原因。3、#2機(jī)組脫硝反應(yīng)器催化劑自投產(chǎn)以來(lái)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行未進(jìn)行更換，建議更換#2機(jī)