火电厂脱硝系统故障分析和对策

No.6/2009总第130期第30卷制冷空调与电力机械RefrigerationAirConditioning&ElectricPowerMachinery中图分类号：TM621文献标识码：B文章编号：1006-8449（2009）06-0085-030引言福建华电可门火电厂一、二期工程各上了2台600MW机组。二期#3、#4机组烟气脱硝装置采用了国际上比较成熟且应用广泛的SCR（SeclectiveCatalyticReduction）技术，使用的是丹麦托普索公司生产的DNX-864型催化剂，适用于烟尘含量高的环境。1SCR原理及工艺流程[1]在SCR脱硝工艺中，氮氧化物在催化剂作用下被氨还原为无害的氮气和水，不产生任何二次污染，反应通常可在温度250～450℃下进行，反应原理如图1所示，其化学反应如下：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O6NO2+8NH3→7N2+12H2ONO+NO2+2NH3→2N2+3H2OSCR脱硝系统的工艺流程如图2所示。脱硝系统工艺装置的主要组成部分包括：2个装有催化剂的反应器、2个液氨存储罐及1套氨气注入系统。系统工作过程为：来自液氨存储罐的液氨靠自身的压力进入蒸发器中，被热水加热蒸发成氨气；从氨气积压器出来的氨气经由稀释风机来的空气在氨气/空气混合器中混合稀释，通过注入系统被注入到烟气中，被稀释的氨气和烟气在SCR前被充分混合均匀后进入两层催化剂，进而产生化学反应，氮氧化物就被脱除。可门电厂采用高温高尘布置方式，SCR反应器安装在省煤器之后、空气预热器之前，该处烟气温度刚好满足脱硝反应所需温度，但催化剂的工作环境比较恶劣，会影响催化剂的使用寿命。托普索公司脱硝催化剂是以加强纤维的TiO2为载体，催化剂本身有许多渗孔。载体被均匀地浸渍上SCR的活性成分WO3和V2O5，具有高表面积、多孔结构的催化剂使活性成分均匀地散布在所有表面上，从而具备更大面积的活性。运用独特的生产工艺，催化剂具备良好定义和绝佳控制的孔径分布，从而形成了一火电厂脱硝系统故障分析和对策陈先海（福建可门发电有限公司，福建福州350512）摘要：以可门电厂二期脱硝工程为例，介绍了选择性催化还原脱硝技术的原理和系统流程；阐述了系统在调试和维护中出现的问题和故障，对此做了分析并提出了一些相应的对策。关键词：烟气脱硝；选择性催化还原（SCR）；调试；故障分析；维护电力机械85No.6/2009总第130期第30卷制冷空调与电力机械RefrigerationAirConditioning&ElectricPowerMachinery种非常高效且有同样性质的催化剂。重量上，纤维加强型催化剂也比传统的板式或挤压催化剂轻很多。DNX-864催化剂的水力直径为6.4mm，相当于孔径7.2mm。2运行情况按照催化剂的使用说明，进入催化剂内部任意一点的温度均要超过280℃（低温喷氨容易形成硫酸氢氨、即ABS），要达到这个值，则必须保证进入催化剂表面的平均温度不能低于290℃。所以设计温度为365℃，最高温度不超过400℃（高报警），到430℃时高高报警（此时停止注氨），300℃为低报警，290℃为低低报警（此时停止注氨）。运行执行标准为高于317℃后才能喷氨。从日常曲线可以看出，降负荷至460MW时，烟气温度就已经降到了317℃，此时喷氨也停止。升负荷过程则不同，一般运行到510~550MW左右才能将烟气温度升高至320℃以上。所以脱硝的投运情况与系统负荷直接相关。另一方面也说明锅炉的效率设计应当考虑到脱硝系统对温度的要求，综合送一次风及锅炉排烟温度多方因素进行考虑。催化剂两层总压降报警值为500Pa，当差压上升而无法降低时说明催化剂有堵塞情况，原因为：1）灰渣堵塞；2）硫酸氢氨黏附；3）催化剂本体损坏。可门电厂＃3机组停运一段时间后催化剂整体差压有升高，经检查发现催化剂表面情况有恶化，需要提示运行人员增加吹灰时间或频率。另一方面，停运后，潮气及冷风进入催化剂，也使部分飞灰黏附加剧，致使启动后差压有所上升。说明机组停运时的催化剂保养至关重要。氨逃逸率是采用催化剂下游安装的氨气浓度检测仪来测量。当氨气浓度大于2ppm时报警，当大于5ppm时要求停止喷氨。从投运至今的情况来看，氨逃逸率超过5ppm的情况非常少，但是由于脱硝入口没有氨分析仪，所以无法对实际效率及催化剂实际状态进行有效的评估。因为只有在保证实际效率超过设计值时氨逃逸率不超标才能说明催化剂状态良好。由于氨气和烟气中的三氧化硫结合生成硫酸氨盐，该化合物容易豁结在空气预热器的换热面上，造成空气预热器堵塞和换热性能下降。因此在调试过程中，要注意氨气的逃逸率。在异常情况下，氨气逃逸率较高时，必须降低脱硝效率，以使氨气逃逸率恢复至正常水平。由于氨是一种危险的有腐蚀性的化学品，因此调试人员在