锅炉SNCR脱硝专用脱硝喷枪技术常见问题及解决措施

锅炉脱硝系统投运初期,发现脱硝效率偏低,系统效率在40%~50%,达不到设计值70%的要求;同时远低于同类工程的脱硝效率,在低负荷时情况尤为突出。

经过现场研究发现,主要是脱硝喷枪布置位置存在问题(同时也有脱硝喷枪雾化效果差、燃烧侧运行参数不合理等因素)。脱硝系统SCR和SNCR这两种工艺除了由于SCR使用催化剂导致反应温度比SNCR低外，其他并无太大区别，但如果从建设成本和运行成本两个角度来看，SCR的投入至少是SNCR投入的数倍，甚至10倍不止。原脱硝喷枪位置布置时考虑水平烟道较长且存在积灰情况,脱硝喷枪在水平烟道两侧布置,且位置较高,呈对冲状。

经过优化布置,采用同截面错列对冲布置,并在水平烟道的顶部布置一只脱硝?喷枪,达到烟道截面还原剂的全覆盖,从而保证喷入烟道还原剂和烟气的充均匀混合。采用该布置方法后,脱硝效率明显提高,达到70%以上,同时节约了还原剂耗量。

氨逃逸偏高问题

SNCR脱硝过程若还原剂不能充分利用,会造成氨逃逸。NH3是高挥发性和有毒物质,氨的逃逸会造成新的环境污染,国家环保相关法规和技术规范(HJ563—2010,GB14554—1993)要求逃逸氨浓度小于8mg/m3[12-13]。同时,氨逃逸后容易和烟气中SO3结合形成硫酸氢氨或硫酸氨,黏附在灰尘中,附着在烟道尾部的空预器上,造成空预器堵塞甚至腐蚀。所以,SNCR脱硝系统氨逃逸值愈低愈好。试运中发现氨逃逸量不稳定,在4~10mg/m3波动,甚至存在超标现象,同时伴有脱硝效率偏低、氨水消耗量大的问题。

1、脱硝喷枪雾化空气压力偏低,原脱硝?喷枪设计雾化空气压力0.45MPa,实际检查发现系统压力最低时仅0.25MPa,是由于雾化空气管道入口滤网堵塞所致。雾化空气压力低、流量小导致脱硝?喷枪雾化效果差,还原剂不能与烟气充分混合,一部分还原剂随烟气直接排放,进而导致脱硝效率低、氨水耗量大、氨逃逸量增加。

2、脱硝?喷枪枪头堵塞,系统运行中对流量显示偏低的部分喷枪进行了检查。发现脱硝?喷枪脏污堵塞现象,造成喷枪雾化效果差,并影响脱硝效果。经现场查看分析,是由于系统管道残留物和氨水携带的杂质造成,后期加强系统管道排污、氨水品质控制,并定期检查脱硝?喷枪雾化效果(每周一次),问题得到解决。通过采取以上措施,系统脱硝效率明显提高,氨逃逸量显著降低并保持稳定。

3、总结

本工程应用实例表明,CFB锅炉SNCR脱硝系统的设计及运行中,脱硝?喷枪布置位置选择、氨水稀释浓度控制、脱硝?喷枪雾化效果都是重要因素,应重点考虑。脱硝系统SCR和SNCR这两种工艺除了由于SCR使用催化剂导致反应温度比SNCR低外，其他并无太大区别，但如果从建设成本和运行成本两个角度来看，SCR的投入至少是SNCR投入的数倍，甚至10倍不止。脱硝喷枪使用时需要将具有腐蚀性的还原剂喷入到锅炉炉膛中850℃-1050℃的区域内，因此需要采用耐腐蚀、耐高温的材质。同时,CFB锅炉本身具有低氮燃烧的特性,可以在锅炉燃烧过程中进行优化,从源头控制NOx的生成量,从而节约脱硝成本。

CFB锅炉作为资源综合利用电站的首选,是煤粉炉发电机组的有效补充,控制NOx的排放仍是今后一项重要而紧迫的任务。随着国家环保标准的日益严格,SNCR脱硝系统将会在CFB脱硝领域朝着超净排放方向进一步发展。