超低改造后SCR脱硝氨逃逸表问题分析及处理措施
在线氨逃逸表数据存在单点不具代表性和异常原因造成数据有问题,均无法反应整个脱硝出口断面实际的氨逃逸率;针对上述问题,给出氨逃逸率是否超标的几点辅助判定方法,指导电厂给出正确的喷氨控制指令。研究结果消减SCR脱硝运行带来的机组负面影响,实现喷氨有“数”可依,保障脱硝超低改造设备运行和管理有一定的指导意义。
2015年12月,《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》(环发文件〔2015〕164号)要求,在2020年前全国所有具备改造条件的现役燃煤机组全部实现超低排放改造。当前燃煤电厂脱硝超低排放改造仅是增加备用层催化剂,忽视对SCR反应器内速度场、温度场、喷氨均匀性、氨逃逸分析仪和空气预热器等进行相应的优化和改造。
燃煤电厂脱硝超低排放改造后,对燃煤电厂氨逃逸率准确、快速高灵敏检测显得十分有必要。当前,从燃煤电厂超低排放改造验收结果来看,关注的仅是出口NOx浓度是否达标排放,出现了脱硝出口NOx浓度分布不均匀和氨逃逸率超标严重。
加剧了空气预热器和布袋除尘器硫酸氢铵(ABS)结晶堵塞,脱硝还原剂浪费严重,催化剂堵塞、磨损和活性成分流失较快等问题的严重性。
本文选取安徽省内3台实现已超低排放的超超临界机组为研究对象,采用德国NOVAplus、加拿大优胜M-NH3便携式逃逸氨分析仪等运用网格法对脱硝出口NOx分布及氨逃逸率进行测试,同时对其氨逃逸表在线数据及问题进行分析,并给出氨逃逸率超标的辅助判定方法。
研究结果对消减SCR脱硝运行对机组的负面影响,实现喷氨有“数”可依及保障超低排放改造后脱硝设备运行和管理有一定的指导意义。
1氨逃逸表类型及氨测量难点
与NOx、SO2等烟气污染物相比,测量氨逃逸率要困难的多,原因如下:氨逃逸率一般量低,普通电化学、红外和紫外等方法不适用;易反应生成硫酸氢铵,抽取测量温度难以满足要求;氨气吸附性极强,极易溶于水,抽取测量改变烟气中氨气浓度;SCR脱硝反应器中振动、高含尘工况不稳定,原位对穿测量激光投射率低。
燃煤电厂氨逃逸率在线监测表早期采用传统手工化学法,但由于存在转换效率问题,分析周期较长,无法满足火电厂快速、准确测量氨逃逸的需求。
目前燃煤电厂使用的氨逃逸表类型主要有瑞士ABB(A02000-LS25)、西门子LDS6、NEO(LaserGasⅡSP)、英国SERVOMEX(Laser SP)、加拿大Unisearch(LasiR)、德国Sick-GM700、日本Horiba(ENDA-C2000)和国电环保(LDAS-01)仪表。
2不同类型氨逃逸表问题分析
2.1单点测量不具有代表性
案例1:F发电分公司3号机组为二期扩建工程2×660MW超超临界机组。采用单炉体双SCR结构体、高温高灰型,其布置于锅炉省煤器与空预器之间。采样液氨为还原剂。2015年10月,3号机组完成烟气污染物“超低排放”改造,脱硝系统催化剂增加备用层改造后为三层布置,增加一层催化器后设计效率为87.5%。逃逸氨监测为西门子LDS6氨逃逸表激光分析仪。
图1 3号炉SCR脱硝出口NOx浓度及氨逃逸分布
从图1可知,在负荷546MW下,3号炉SCR脱硝A、B侧出口NOx浓度分布相对标准偏差分别为97.18%、69.13%,均大于15%设计值。A、B侧各测孔的氨逃逸浓度分布也极不平均,且测孔出口的氨逃逸浓度与NOx浓度均值呈反比关系。
由于对穿式西门子LDS6氨逃逸表分别装在A、B反应器角落,一般都是喷氨量相对较少的区域,造成氨逃逸浓度较低,氨逃逸表不具有代表性。
案例2:T发电厂3号机组为2×660MW超超
临界机组工程,锅炉生产厂家为上海锅炉厂有限公司,燃烧方式采用四角切圆,为全悬吊结构Π型锅炉。脱硝装置采用SCR脱硝装置,还原剂采用液氨,SCR装置的催化剂层数按2+1层方案进行设计。