空氣污染是當(dāng)前嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境問題，電站鍋爐排放NOx降低了空氣質(zhì)量，還容易形成酸雨。SCR脫硝裝置有著脫硝效果好以及工藝水平先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)，在電站鍋爐廣泛應(yīng)用。安裝運(yùn)行SCR的過程當(dāng)中，既需要重視煙氣脫硝的效率，還需要重視這一裝置給鍋爐經(jīng)濟(jì)性以及安全性帶來(lái)的不良影響。當(dāng)前情況下，我國(guó)火電廠在應(yīng)用SCR脫硝的過程中，還需不斷積累經(jīng)驗(yàn)，提高裝置安全性和運(yùn)行效率。
1 安裝SCR脫硝系統(tǒng)對(duì)鍋爐本體的影響及對(duì)策
SCR脫硝催化劑在反應(yīng)過程中，對(duì)進(jìn)入SCR反應(yīng)器的煙氣有特定的溫度要求。反應(yīng)溫度不僅決定反應(yīng)物的反應(yīng)速度，而且決定催化劑的反應(yīng)活性。適宜的溫度在300-400℃之間，若是煙氣溫度大于400℃，容易發(fā)生催化劑燒結(jié)問題，從而失去活性；若是煙氣的溫度不足300℃，就容易增加硫酸氫銨水平，嚴(yán)重情況下會(huì)堵塞腐蝕鍋爐。
鍋爐在不同的負(fù)荷條件下，所需要燃料量和爐膛溫度都各不相同，因此，煙氣溫度就會(huì)隨之出現(xiàn)波動(dòng)。為了滿足鍋爐變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，煙氣溫度始終滿足SCR高效脫除煙氣中NOx的要求，需要改造鍋爐尾部受熱面及煙道，既要確保鍋爐熱效率不下降，又能使煙氣溫度符合SCR系統(tǒng)正常運(yùn)行的要求。改造鍋爐尾部受熱面的具體方案可以分成兩種類型，一種是改造省煤器，另一種是加裝煙氣旁路。
（1）改造省煤器。根據(jù)鍋爐運(yùn)行中尾部煙道各處的溫度變化，對(duì)尾部煙道進(jìn)行熱力計(jì)算，合理確定其吸熱量，重新布置省煤器的安裝位置及其管束數(shù)量。改造省煤器能夠在不改動(dòng)管路規(guī)格以及材質(zhì)的的基礎(chǔ)上，來(lái)處理?yè)Q熱管路。便于根據(jù)負(fù)荷變化的具體情況來(lái)確定確定省煤器吸熱量，通過這樣的途徑來(lái)控制煙氣溫度的目的。
（2）加裝煙氣旁路，在SCR反應(yīng)器進(jìn)口和省煤器上部之間加裝擋板門和旁路煙道。改造后，當(dāng)煙氣溫度太低，無(wú)法滿足催化劑運(yùn)行要求，影響到脫硝反應(yīng)正常進(jìn)行時(shí)，就可以調(diào)節(jié)旁路煙道以及原煙道的擋板，將高溫?zé)煔饣烊氲蜏責(zé)煔狻Ｕ{(diào)節(jié)SCR反應(yīng)器入口處的不同溫度煙氣的比例，就可以有效調(diào)節(jié)進(jìn)入SCR的煙氣溫度。這一改造常常應(yīng)用于鍋爐啟動(dòng)初期和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，因其會(huì)使鍋爐排煙溫度升高，降低鍋爐熱效率，故當(dāng)省煤器出口煙氣溫度達(dá)標(biāo)時(shí)，應(yīng)及時(shí)退出煙氣旁路。
2 SCR脫硝系統(tǒng)對(duì)鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的影響及對(duì)策
SCR系統(tǒng)應(yīng)用之后會(huì)影響到煙氣走向，因此需要拆除空預(yù)器與省煤器間的煙道。煙氣經(jīng)過SCR反應(yīng)器進(jìn)入到空預(yù)器。新煙道垂直向上并且連接到SCR進(jìn)口煙道，再經(jīng)過SCR出口煙道轉(zhuǎn)向鍋爐方向。
（1）SCR反應(yīng)器鋼架。通常條件下，SCR需要添加反應(yīng)器到鍋爐尾部，支撐SCR反應(yīng)器的是從送風(fēng)機(jī)上部新增的鋼架。因?yàn)殄仩t尾部結(jié)構(gòu)不盡相同，支撐SCR反應(yīng)器的鋼架有可能與空預(yù)器支撐框架相連、與鍋爐鋼架相連、除塵器支撐框架相連、空預(yù)器出口煙道支撐框架相連等。對(duì)支撐反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，在特定條件下應(yīng)當(dāng)考慮對(duì)鍋爐以及其他結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，并且需要重新計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)。
（2）鍋爐鋼架斜撐。有些機(jī)組缺乏應(yīng)用脫硝系統(tǒng)的條件，鍋爐尾部煙道存在斜撐，導(dǎo)致無(wú)法設(shè)置SCR煙道，所以需要重新設(shè)置原斜撐，從而改變鍋爐鋼結(jié)構(gòu)，這就需要重新進(jìn)行計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)。
3SCR脫硝系統(tǒng)對(duì)空預(yù)器的影響及對(duì)策
SCR脫硝系統(tǒng)設(shè)置在空預(yù)器的前方，煙氣經(jīng)過SCR之后進(jìn)入到空預(yù)器的煙氣側(cè)與空氣進(jìn)行熱量交換。煙道以及脫硝反應(yīng)器都是額外添加的設(shè)備，同時(shí)脫硝系統(tǒng)在運(yùn)行中處于負(fù)壓狀態(tài)，添加的SCR系統(tǒng)會(huì)增加引風(fēng)機(jī)阻力，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致空預(yù)器漏風(fēng)問題加大。
SCR脫硝的主要目的就是使SO2到SO3的氧化率盡量減少，要控制在1%以下，但是加裝SCR脫硝系統(tǒng)后反應(yīng)器出口煙氣中的SO含量會(huì)增加，從而也增加了硫酸銨和硫酸氫銨的生成量。硫酸氫銨屬于粘性物質(zhì)，溫度在146-207℃時(shí)，硫酸氫銨會(huì)變成粘稠狀液體?？疹A(yù)器的溫段下部同冷段環(huán)節(jié)的溫度與此溫度較為接近。含有高灰分的鍋爐煙氣流經(jīng)空預(yù)器時(shí)，硫酸氫銨容易粘附煙塵后附著在空預(yù)器換熱元件上，輕則引起空預(yù)器換熱效率下降和煙道流通阻力增大，嚴(yán)重情況下誘發(fā)低溫腐蝕問題以及堵塞問題，甚至因未燃燼的煤粉或油霧沉積，引發(fā)空預(yù)器著火。加裝SCR脫硝系統(tǒng)后，需要改造空預(yù)器，具體措施如下：
（1）空預(yù)器換熱元件需要改成兩段布置，這一方案借助于加大冷端高度，涵蓋液態(tài)硫酸氫銨的生成溫度范圍，避免硫酸氫銨在空預(yù)器受熱面粘附，引發(fā)嚴(yán)重堵灰問題。
（2）空預(yù)器的冷段材質(zhì)使用波紋板。波紋板中的煙氣流通屬于直通，煙氣流通平滑波形，在運(yùn)行過程中煙塵、爐渣還有硫酸氫銨等不容易出現(xiàn)粘附問題。一旦發(fā)生粘附，也能夠通過投用空預(yù)器吹灰器在短時(shí)間內(nèi)清除，因此不會(huì)堵塞受熱面。
（3）在鋼板鍍搪瓷。這項(xiàng)技術(shù)能夠強(qiáng)化空預(yù)器冷段元件抗粘附的效果。搪瓷元件可以最大限度防止發(fā)生低溫腐蝕問題，同時(shí)搪瓷表面比較光滑，受熱元件不容易受到沾污，也利于清除。
（4）定期對(duì)SCR脫硝裝置進(jìn)行了AIG噴氨優(yōu)化調(diào)整與性能評(píng)估試驗(yàn)。以某廠300MW機(jī)組為例，滿負(fù)荷下，脫硝效率為87.8%時(shí)，出口氨逃逸濃度為2.28μL/L，出口NOx濃度為30mg/m3。經(jīng)AIG噴氨優(yōu)化調(diào)整后，A、B側(cè)反應(yīng)器出口截面NOx濃度CV值分別由調(diào)整前的62.1%、52.2%降低到調(diào)整后的24.5%、28.1%。SCR出口NOx分布均勻性顯著提高，局部氨逃逸峰值明顯下降，顯著降低硫酸氫銨生成。
綜上所述，SCR脫硝系統(tǒng)的應(yīng)用，會(huì)造成一些不良影響，例如影響到鍋爐安全運(yùn)行，降低鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，這就需要在設(shè)計(jì)鍋爐的過程當(dāng)中加以綜合考慮，從而使其符合安全規(guī)范，盡量減少經(jīng)濟(jì)性下降.
