浅谈降低脱硝液氨消耗量的技术措施

0 引言

某厂两台锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的型号为HG-1962/25.4-YM3的超临界直流锅炉。锅炉为一次再热、单炉膛、尾部双烟道、固态排渣、对冲燃烧、旋流燃烧器、Π型锅炉。烟气脱硝采取低氮燃烧+选择性催化还原法（SCR）工艺，脱硝系统采取高尘布置。锅炉投产后脱硝入口NOx浓度较高，造成液氨消耗量居高不下，一方面运行成本增加，另一方面，大量喷氨造成局部液氨逃逸增加，危害锅炉尾部空预器、低温省煤器、电除尘的安全运行。本文通过分析影响液氨消耗的各种因素，采取相应的措施，尽可能降低各种不利因素带来的影响，力求使脱硝液氨消耗最小化，并确保锅炉安全运行。

1 锅炉存在的实际问题

#2锅炉NOx排放浓度偏高，锅炉原烟气中NOx达到500mg/m3以上，对锅炉的环保运行造成了很大压力；#2机组脱硝装置出口与烟囱入口NOx浓度偏差较大；实行超低排放标准后，液氨消耗量同比增加了17.7%。

2 原因分析

影响液氨消耗量的主要原因包括以下几个方面：

（1）人的因素，包括：操作不重视、操作技能不够、节约意识差、缺陷发现不及时、缺陷未及时消除等。

（2）机械因素，包括：系统设计不合理、氨逃逸表不准、NOx表计指示不准、阀门内漏、管道阀门破损外漏、流量计不准等。

（3）环境因素，包括：运行过程中催化剂自然积灰、催化剂活性衰减、机组负荷、入厂煤煤质、机组检修质量等。

（4）物料因素，包括：催化剂运行中损坏堵灰、催化剂质量差、催化剂失效、液氨品质差等。

3 采取的措施

本文通过分析主要浪费源头，寻找可以立即整改和可以在机组运行中调整的浪费点，确定了6个主要影响因素，并针对主要原因采取了相应的技术措施。

3.1 节约意识不够，调整不够及时

原因分析：NOx排放浓度控制，是根据锅炉负荷、脱硝进出口NOx浓度、总出口NOx浓度、喷氨量、氨逃逸量等多项指标进行喷氨调节，并调节锅炉二次风、燃尽风门开度降低NOx生成量，达到减少喷氨量的目的，如果没有严格执行就会造成液氨消耗量的增加。由于值班人员节能意识较差，调节喷氨量时没有主动性，导致总出口NOx排放浓度经常在20mg/m3左右，氨逃逸量经常达到10ppm以上。

采取措施：将喷氨量、氨逃逸量列入小指标竞赛项目，提高运行人员主动调节的积极性。一方面减少液氨的消耗，另一方面减少氨逃逸量，保障锅炉尾部设备的安全运行。

3.2 未定期进行系统燃烧调整来减少氮氧化物生成量

原因分析：由于未合理规划燃烧调整项目，#2锅炉已有两年多时间未进行针对NOx的综合燃烧调整试验。运行中燃烧器存在风门拉杆跑位的情况，会导致燃烧器一、二次风量比例及内、外旋流强度发生一定程度的变化，从而影响NOx的生成量，导致液氨消耗增加。

采取措施：定期通过系统性的运行方式的调整，最大程度降低锅炉原烟气中NOx含量，并总结出一整套控制NOx含量的运行控制优化策略，为锅炉日常运行操作调整提供科学依据。

3.3 脱硝喷氨均匀性差

原因分析：由于入口NOx浓度分布不均，在相同的喷氨条件下，造成局部出口NOx浓度偏高、局部氨逃逸量偏大，液氨消耗量增加。为使排放指标合格，只能加大喷氨量，造成氨逃逸严重偏高，不但导致了液氨浪费，还威胁到空预器及尾部烟道的安全运行。

采取措施：定期进行喷氨均匀性优化调整试验，确保SCR装置运行一段时间后能较安全、稳定、经济运行，避免反应器出口截面局部区域出现氨逃逸浓度超标，并为SCR运行提供技术数据。

3.4 运行管理措施落实不到位

原因分析：未及时调整运行方式，制粉系统运行方式安排、配煤掺烧、配风方式选择均存在不足。

采取措施：选择合适的配风方式，控制NOx生成；合理安排制粉系统运行方式，将风煤比大的煤种安排靠上层运行；进行配煤掺烧，优化入炉煤煤质，提高入炉煤的干燥无灰基百分比；增加参数报警设置，提前预控；合理进行机组负荷分配，优先安排低氮燃烧效果差的锅炉降负荷。

3.5 喷氨调节阀调整不够精确，未能实现自动调节

原因分析：由于氨区的液氨汽化器进口气动阀属于开关式阀门，造成实际管路中的供氨压力在0.3～0.45波动，进而影响机组供氨流量同步波动，使脱硝出口值在机组负荷、风量未明显变化的情况下呈现波动趋势；烟囱脱硝出口浓度（送环保局）与锅炉脱硝装置出口NOx浓度有一定偏差；由于CEMS装置设有反吹扫系统，使得脱硝进出口浓度在反吹扫期间大幅变动。

采取措施：将氨区开关式气动门改为连续型调门，可减少脱硝系统由于供氨压力波动带来的扰动；进一步提高SCR装置出口NOx浓度分布均匀性，降低局部过高的氨逃逸浓度；提高SCR出口NOx浓度在线测量值的代表性；通过试验，采取有效的控制策略，实现喷氨调节自动化。

3.6 系统设计不够合理

原因分析：由于系统设计不够合理，导致脱硝系统入口烟气流场不均，引起脱硝入口烟气温度偏差大、局部NOx浓度严重偏高、两侧出口NOx浓度偏差大、两侧喷氨流量不一致等一系列问题。

采取措施：顶部采用斜顶结构，持续优化烟气流场；增加喷氨管路，由18分支改为72分支，提高喷氨均匀性；喷氨管路喷嘴过于简单，需进行优化改造，进一步提高喷氨的均匀性；增加脱硝前强声波吹灰器，优化吹灰频率，减少催化剂积灰。

4 结语

影响脱硝液氨消耗的因素有很多，除了设计原因、环境因素运行中较难克服外，其余影响因素可以在运行中加以控制。但对冲燃烧的锅炉往往存在燃烧器区域侧墙水冷壁高温腐蚀的情况，若一味地强调降低NOx，将会造成水冷壁高温腐蚀。因此，需要结合防高温腐蚀、降低NOx、降低制粉电耗等进行综和治理，通过一系列的冷态、热态调整实验来达到最佳经济效果。

原标题：浅谈降低脱硝液氨消耗量的技术措施（作者：李建设）