【摘要】：今年來，隨著SCR脫硝裝置成為大型火電機組的必備設備，在使用過程一些問題逐漸顯現出來，其中之一就是噴氨不均帶來的氨逃逸率局部過高，引起空預器阻塞的問題，這個問題甚至在很多機組造成過機組被迫停運的嚴重后果。本文將就該問題的產生和如何解決展開研究，以獲得一個良好的解決方案保證設備的穩定運行。

　　【關鍵詞】：SCR脫硝 噴氨 氨逃逸 空預器 堵塞

　　1前言

　　隨著近年來環保部門不斷制定更高的排放標準，脫硝系統已經幾乎成為所有火電機組的標配，另外由于催化劑工藝技術的不斷提高，SCR逐步成為主流脫硝技術。在實際的使用過程中，很多問題也漸漸暴露出來，如氨氣不純帶來的管道腐蝕、吹灰效果差帶來的催化劑堵塞和損壞等等，都對設備甚至整個機組的穩定運行帶來風險，而本文所討論的噴氨不均的問題是其中風險最大的，其帶來的不良后果，逐漸引起人們的重視。

　　煙氣脫硝SCR裝置在設計階段通常會進行CFD流暢模擬和物理模型試驗對煙道內的流場進行優化以保證SCR入口截面的煙氣流速和NOx分布較為均勻。但往往由于現場空間限制或安裝等因素影響，加上調試階段對噴氨格柵的優化調整重視不夠，實際運行過程中出現SCR出口截面NOx分布偏差大，部分區域氨逃逸超過設計保證值（3µL/L）的現象。這會影響系統整體的脫硝效果，并會增加空預器的硫酸氫銨腐蝕和堵塞風險，給系統的經濟穩定運行帶來很大的危害。因此,十分有必要對SCR裝置進行噴氨優化調整，即通過調整SCR入口每根噴氨支管上的手動調閥改變不同位置的噴氨量，從而改善出口NOx和NH3分布的均勻性，在保證裝置脫硝效果的同時,減少裝置的運行成本,提高裝置的可用率。

　　某項目公司三期2×630MW機組超臨界機組于05、06年相繼投產，2012年通過大修技改完成增設脫硝系統改造，該脫硝系統采用SCR技術，反應器內按“2+1”模式布置蜂窩式催化劑每層催化劑上方設6只聲波吹灰器以保持催化劑表面清潔。SCR裝置內沿煙氣流向在煙道不同位置設導流板、靜態混合器和整流器等裝置使進入催化劑上方的煙氣流場均勻具體布置見圖1。來自公用系統的氨與稀釋風混合后經噴氨格柵（AIG）進入SCR煙道氨噴射采用格柵式小噴嘴，在入口水平直段煙道截面上從頂部將9根支管伸入煙道，每根支管設手動蝶閥實現煙道截面上的氨噴射流量分區控制。

　　2煙氣脫硝的氨逃逸問題

　　選擇性催化還原法脫硝（SCR）的原理是在催化劑作用下，還原劑NH3在290-400℃下有選擇的將NO和NO2還原成N2，而幾乎不發生NH3與O2的氧化反應，從而提高了N2的選擇性，減少了NH3的消耗。其中主要反應如下：

4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O

8NH3+6NO2=7N2+12H2O

4NH3+3O2=2N2+6H2O

4NH3+5O2=4NO+6H2O

2NH3可逆生成N2+3H2。

　　由于各種原因，必然有部分氨氣未能參與反應，隨煙氣排放，形成氨逃逸。脫硝過程中同時也會發生一些不利的副反應，催化劑中的活性組五氧化二釩在催化降解NOx的過程中，也會對SO2的氧化起一定催化作用。SO2的活性組分V2O5含量、煙氣溫度的增加而上升，要求控制在1%以下，其反應如下：

V2O5+SO2→V2O4+SO3;

2SO2+O2+V2O4→2VOSO4;

2VOSO4→V2O5+SO2+SO3。

　　另外，鍋爐燃燒也會產生一部分SO3，逃逸氨和這些燃燒產生的以及在SCR脫硝裝置區域轉化生成的SO3發生反應，生成硫酸銨和硫酸氫銨，反應如下：

NH3+SO3+H2O→NH4HSO4;

2NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4。

　　硫酸銨和硫酸氫銨的形成互相起一定的促進作用，硫酸銨為干燥固體粉末，對空預器幾乎無影響，而硫酸氫銨是一種粘性很強的物質，當其到達空預器冷端時，由于溫度低于硫酸氫銨熔點，它會凝結在換熱元件上，同時煙氣中的粉塵也會附著在上面，蒸汽吹灰都很難將其清除。如果產生的硫酸氫銨量達到一定程度，就很容易導致空預器的堵塞，危及到機組的安全運行。