【浅析】NOx排放限值为100mg/Nm3 SCR脱硝对空预器堵塞的影响及控制策略-第3页-北极星火力发电网

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2. 2 硫酸氢氨形成的影响因素

运行经验和热力学分析都表明，硫酸氢氨的形成取决于反应物的浓度和它们的比例。硫酸氢氨的形成量随NH3浓度的增加而增加，高SO3/NH3摩尔比将促进硫酸氢氨的形成及其在空预器上的沉积。硫酸氢氨的形成同时依赖于温度，当烟气温度略低于硫酸氢氨的初始形成温度时，硫酸氢氨即开始形成。当烟气温度下降到低于硫酸氢氨形成的初始温度25℃时，硫酸氢氨形成反应可完成95%。硫酸氢氨的确切形成区域取决于初始形成温度和空预器温度，并在空预器轴向上下波动。

2.2.1 NH3/ SO3摩尔比

硫酸氢氨对硫酸氨的形成起到促进的作用，同时硫酸氨也能对硫酸氢氨的形成起到一定的促进作用。当NH3/SO3摩尔比大于2时，主要形成硫酸氨，在空预器的运行温度范围硫酸氨为干燥固体粉末，对空预器影响很小，而硫酸氢氨是一种粘性很强的物质，很容易在空预器沉积，并促使大量飞灰附着于空预器，从而影响其传热性能，增大其阻力。因此，正常氨逃逸率按2μL/L，入炉煤硫份0.75%，SO3转化率按1%考虑，烟气中的SO3含量约为5.04μL/L，NH3/SO3摩尔比仅为0.4，即摩尔比远小于2，因此，随逃逸的氨和入炉煤硫份的增加，空预器中沉积的硫酸氢氨也增加。

2.2.2 N H3和SO3浓度乘积

影响硫酸氢氨形成的另一重要因素是NH3和SO3浓度的乘积。以往认为如果氨逃逸量在2μL/L以下将不会形成硫酸氢氨，然而事实上在足够高的SO3烟气浓度下即使1μL/L的氨逃逸量仍可形成硫酸氢氨。而且，随着NH3和SO3浓度乘积的升高，硫酸氢氨的露点温度升高，使得空预器发生硫酸氢氨沉积的范围进一步加大。

随锅炉运行负荷变化，会导致通过催化剂的烟气量、温度、烟气流速等发生变化，从而对硫酸氢氨的形成产生影响：在锅炉满负荷(MCR)运行时，催化剂区域温度较高，流场也较为均匀，硫酸氢氨的形成可能降低;反之，随着锅炉运行负荷的降低，烟气流量降低，催化剂区域温度降低，硫酸氢氨的形成可能增加。

3 硫酸氢氨的控制

3. 1 氨逃逸量控制140～230℃之间的温区位于空预器常规设计的冷段层上方和中间层下方，由于硫酸氢氨在此温区为液态向固态转变阶段，具有极强的吸附性，会造成大量灰分在空预器沉降，引起空预器堵塞及阻力上升，严重时将迫使停炉以清理空预器。同时，硫酸氢氨或硫酸氨本身对金属有较强的腐蚀性，会造成催化剂金属支撑架和空预器冷段腐蚀。因此必须严格控制氨泄漏量，一般要求小于3μL/L。当反应器入口管道设计不合理时，会引起反应器截面上的NH3/NOx摩尔比、流量或温度出现偏差，从而造成NH3泄漏以及NOx 脱除不完全。

3. 2 SO2 氧化率控制SCR脱硝过程使用的钒基催化剂会对烟气中SO2的氧化产生催化作用，使其易被氧化为SO3。SO3 在空预器冷段(温度177～232℃) 浓缩成酸雾，腐蚀受热面。在SCR反应器出口SO3与逃逸的氨反应生成硫酸氢氨。在SO2氧化率的控制方面，主要取决于催化剂V2O5中的含量，钒的担载量不能太高，通常控制在1%左右可减少SO2氧化。此外，采用提高催化剂活性组分(如WO3)含量，亦可抑制SO2氧化。这一点在脱硝系统安装完成后，运行中基本没有调节手段。

3.3 烟气流场优化烟气流场的不均匀将导致脱硝系统出口氨逃逸率局部超标，加快空预器传热元件上硫酸氢氨的沉积。在氨逃逸量的控制方面可利用计算流体力学软件优化设计，对SCR脱硝装置入口烟气流量和流速分布进行模拟，确定导流叶片的类型、数量和位置，同时，在运行中针对经常的运行工况进行调匀试验。以使入口烟气流速、温度和浓度均匀;同时调整喷氨格栅各个喷口，使NH3混合均匀，保证脱硝出口的NOx含量和NH3均匀，避免局部氨逃逸量超标，最终减少氨逃逸量。

运行中，由于机组负荷变化较大，虽然经过调匀试验，但无法保证在所有的工况下烟气流场均稳定均匀。因此，必然发生氨逃逸率局部偏大，长期低负荷运行将造成空预器堵塞的可能性加大。

本起空预器堵塞事件中B侧空预器发生硫酸氢氨堵塞严重，而A侧较轻的原因经检查为：B侧脱硝从锅炉尾部烟道转弯到脱硝入口的水平烟道处积灰明显比A侧积灰要严重，进一步检查发现B进口在安装时少安装一级导流板，说明，B侧脱硝因少装一级导流板，造成烟气中因涡流等原因形成烟道阻力加大，一方面因B侧入口流场不均，易造成局部氨逃逸率增加;另一方面B侧烟气流量降低，进一步加剧流场不均。最终导致B侧脱硝局部氨逃逸率超标幅度增加，造成B侧空预器堵塞更严重。

原标题：SCR脱硝对空预器堵塞的影响及控制策略

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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