基于性能试验的SCR脱硝系统问题诊断及原因分析

:针对系统运行存在的普遍问题，如脱硝系统出口NO_x浓度分布不均匀、催化剂磨损严重、供氨管道堵塞等，选取典型的实际案例，对脱硝系统进行性能试验，分析每个案例中问题产生的原因，同时提出相应的解决措施。

经过多年的运行，选择性催化还原法（以下简称SCR）脱硝系统一些较为普遍的问题逐步暴露出来，对机组安全、经济运行产生了重大影响。如：出口断面NO_x分布不均；烟气流场不均；催化剂磨损、堵塞、中毒等；氨逃逸升高、脱硝效率降低；CEMS数据代表性差；还原剂耗量升高；空预器结垢堵塞等。本文把目前燃煤电厂脱硝装置运行中出现的典型问题加以归纳总结，通过性能试验深入分析原因，并提出改进的措施和相关建议。

1.1 CEMS数据分析

江苏省目前脱硝CEMS在线联网大机组135台， 2017年4月我们对所有联网大机组脱硝出口和烟囱入口处CEMS显示NO_x小时平均浓度（6%氧量折算后）进行了统计数据，分析的结果见下表：

表1 CEMS数据的统计分析

从表1 可以看出，接近一半的燃煤机组脱硝出口和烟囱入口的NO_x浓度差值的绝对值高于15 mg/m³，两处的NO_x浓度值不一致的情况很严重，且普遍存在烟囱入口NO_x浓度高于脱硝出口NO_x浓度的现象。一方面是由于CEMS单点取样方式导致取样数据有限，不具有代表性；另一方面是脱硝出口NO_x浓度场分布不均非常普遍，CEMS很难采集到理想的数据。

1.2 典型案例分析

某典型的1000MW超超临界机组加装了系统，改造完后脱硝系统运行正常，NO_x排放浓度满足环保排放标准要求，但机组脱硝出口处CEMS显示的NOx浓度值一直低于烟囱入口处CEMS显示的NO_x浓度值，影响脱硝改造正常的验收工作，电厂怀疑可能是脱硝出口NOx浓度分布不均造成的这一现象，于是委托我们对该机组脱硝系统进行了相关的性能试验。

机组负荷稳定在900MW及脱硝系统正常运行的条件下，我们用网格法对脱硝系统A、B反应器出口的NO_x浓度进行了试验，横向选取了7个测孔（偶数测孔），每个测孔纵向深度依次选取5个测点，测试仪器为红外烟气分析仪，采样枪长5m，脱硝出口CEMS采样枪长1.5m，具体试验结果如下图。

图1 A反应器出口NO_x浓度分布/ mg/m³

图2 B反应器出口NO_x浓度分布/ mg/m³

从图1、图2可以看出，脱硝系统A、B反应器出口均存在NO_x浓度分布不均匀现象，烟道横截面由北向南NO_x浓度逐渐降低，南侧（靠近省煤器侧）NO_x浓度远低于北侧（远离省煤器侧）。CEMS测点正好位于南侧，从而导致CEMS显示值低于脱硝出口实际NO_x排放浓度，即烟囱入口处的CEMS显示值（烟囱入口CEMS测点处NO_x浓度场分布较为均匀）。