摘要：隨著國家排放標準和環(huán)保政策越來越嚴格，電廠鍋爐安裝SCR脫硝系統(tǒng)是大勢所趨。本文基于SCR脫硝系統(tǒng)的設計安裝和運行要求，研究分析了SCR脫硝系統(tǒng)給電廠鍋爐設備帶來的影響，討論了鍋爐尾部煙道改造問題以及空預器運行安全問題。

1引言

隨著人們環(huán)保意識的逐漸提高，對環(huán)境污染問題越來越重視，空氣污染問題更是與人們的生活息息相關。在電廠鍋爐設備的運行過程中，其所排放的廢氣中含有一定量的NOX，會造成嚴重的空氣污染，甚至導致酸雨的形成。因此，為了有效降低鍋爐設備排放廢氣所造成的污染，就要增設相應的脫硝裝置，比如本文討論的SCR脫硝系統(tǒng)，從而有效去除廢氣中的NOX，避免對周邊環(huán)境造成污染。但是在SCR脫硝系統(tǒng)的實際運行過程中，會給鍋爐設備的正常運行造成不利影響，為了改善鍋爐設備的運行狀態(tài)，就要采取有針對性的控制措施，為鍋爐設備的正常運行提供安全可靠的保障。

2SCR脫硝系統(tǒng)對鍋爐設備的影響

2.1鍋爐效率降低

SCR脫硝系統(tǒng)會降低鍋爐整體的效率，主要表現在以下兩個方面：（1）增加了鍋爐的熱量損失。在鍋爐設備中增設SCR脫硝系統(tǒng)會導致鍋爐煙道長度出現一定程度的增加，引起換熱面積的增大，進而增加鍋爐運行過程中的熱量損失。同時，鍋爐煙道長度的增加會導致其排煙溫度降低5℃左右，造成鍋爐工作效率的降低。（2）提高了空氣預熱器的漏風程度。由于在鍋爐設備中增加了脫硝設備，導致鍋爐在工作過程中出現了1kPa左右的壓降。為了平衡鍋爐設備的系統(tǒng)壓力，所采取的措施往往是增加引風量，這會導致空氣預熱器內部的壓力發(fā)生不同程度的降低，造成煙氣側和風側壓差增大，從而導致空預器的漏風程度增加。

2.2對空預器的影響

SCR脫硝系統(tǒng)設置在空預器的前方，煙氣經過SCR之后進入到空預器的煙氣側與空氣進行熱量交換。煙道以及脫硝反應器都是額外添加的設備，同時脫硝系統(tǒng)在運行中處于負壓狀態(tài)，增加的SCR系統(tǒng)會增加引風機阻力，同時也會導致空預器漏風問題變大。SCR脫硝系統(tǒng)在減少NOX生成的同時也會使SO2到SO3的氧化率減少，通常會低于1%，但是加裝SCR脫硝系統(tǒng)后反應器出口煙氣中的SO含量會增加，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，溫度在146-207℃時，硫酸氫銨會變成粘稠狀液體。空預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空預器時，硫酸氫銨容易粘附煙塵后附著在空預器換熱元件上，輕則引起空預器換熱效率下降和煙道流通阻力增大，嚴重情況下誘發(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)空預器著火。

2.3增大煙道阻力

由于在鍋爐設備中增加了脫硝裝置，會引起煙氣流動過程中的阻力增加，并且鍋爐在工作過程中采用了蜂窩式的催化劑，造成不同程度的積灰堵塞。隨著鍋爐工作時間的不斷增加，積灰問題越來越嚴重，造成引風機電能損耗的增加，導致廠用電率升高。同時，在煙氣通過SCR脫硝系統(tǒng)進行排除的過程中，流動阻力的增加還會給鍋爐運行帶來不小的安全隱患。

3降低SCR脫硝系統(tǒng)對鍋爐設備影響的措施

3.1NH3與煙氣的均勻混合

最優(yōu)噴氨量就是在保證NOX能夠充分反應的同時，又能保證不會過量噴氨導致部分氨逃逸。當反應器中煙氣流速和均勻度達到要求后，NOX的脫除率、氨氣逃逸率和催化劑壽命才能得到有效保證。在實際工程中，鍋爐廠家通常是通過加裝煙道導流板或者改變吸熱模塊形狀、材質等方式保證煙道流場的均勻度。在噴氨系統(tǒng)中，通常噴氨格柵的結構進行優(yōu)化，從而使得氨和煙氣能夠極可能的混合均勻。

3.2SCR脫硝反應器入口煙氣流場改造方案

對于超低排放改造所增加的脫硝裝置，保證脫硝反應器中催化劑入口截面氣體速度和反應物分布的均勻性極為重要。運行中脫硝效率未達到標、氨逃逸率超限以及催化劑積灰等問題往往是由于反應器入口煙氣流場分布不均所導致。通過使用CFD全流程仿真，在不改變現有煙道導流板的前提下反應器入口流場改造。改造方案是在反應器入口底部煙道和第一直彎增設三角形擋灰條和4片導流板，從而達到調理噴氨格柵入口的煙氣速度分布均勻度、提高飛灰顆粒分布均勻度。CFD流程仿真顯示，噴氨格柵上游0.2m處煙氣速度分布相對標準差為9.62%，最高速度為18.40m/s。催化劑入口上方0.2m處的煙氣速度分布相對標準差為6.67%,最高速度為5.23m/s。進一步研究表明，非均勻噴氨優(yōu)化設計方案使催化劑入口上方0.2m處的氨濃度分布CV（相對標準差）達到4.04%。

3.3加強空氣預熱器吹灰清理工作

由于工作環(huán)境中存在大量灰塵，經過長時間工作運行后，空氣預熱器和SCR脫硝系統(tǒng)中的催化劑難免會發(fā)生不同程度的積灰，因此要結合鍋爐的生產運行狀況，定期對空氣預熱器進行系統(tǒng)全面的積灰清掃。應經常檢查進、出口煙氣溫度和煙風側差壓變化；定期檢查導向、支承軸承潤滑油系統(tǒng)油位、油溫是否正常；油泵運行時應檢查油壓是否正常。運行中如發(fā)現潤滑油系統(tǒng)油壓上升，應檢查濾網是否堵塞，如有堵塞，應更換濾網，通知檢修人員及時清洗。同時，在鍋爐操作時如發(fā)現煙道阻力增大，應及時進行清理，適當提高排煙溫度以分解硫酸氫銨，必要時進行人工清理。

3.4鍋爐鋼結構調整

SCR系統(tǒng)應用之后會影響到煙氣走向，因此需要拆除空預器與省煤器間的煙道，煙氣經過SCR反應器進入到空預器。（1）SCR反應器鋼架優(yōu)化。通常條件下，SCR需要添加反應器到鍋爐尾部，送風機房上方增加鋼架用于支撐SCR反應器。因為不同鍋爐尾部結構也存在差別，用于支撐SCR反應器的鋼架也有設計為與空預器支撐框架、與鍋爐鋼架、除塵器支撐框架、空預器出口煙道支撐框架等相連的情況。對支撐反應器結構設計方面，在特定條件下應當考慮對鍋爐以及其他結構產生的影響，并且需要重新計算鋼結構。（2）鍋爐鋼架斜撐優(yōu)化。有些機組缺乏應用脫硝系統(tǒng)的條件，鍋爐尾部煙道存在斜撐，導致無法設置SCR煙道，所以需要重新設置原斜撐，從而改變鍋爐鋼結構，這就需要重新進行計算鋼結構。

3.5提高引風機裕量

可以通過更換大功率的引風機，提高引風機的工作裕量，進而改善煙道阻力增加的問題。通過在SCR脫硝系統(tǒng)中增設相應數量的蒸汽吹灰器，能有效提高鍋爐工作過程中的吹灰效果，避免SCR反應器和煙道發(fā)生積灰現象，為煙氣的順利流動提供暢通的通道，從而有效防止鍋爐由于SCR脫硝系統(tǒng)的催化劑堵塞而停止運行。

4結束語

總而言之，隨著人們環(huán)保意識的不斷提高，為了有效降低電廠鍋爐生產過程所造成的污染，在鍋爐設備中增加SCR脫硝系統(tǒng)，可以降低對環(huán)境造成的污染。但是在SCR脫硝系統(tǒng)投入運行的過程中，會對鍋爐設備的正常工作造成不同程度的不利影響。因此，通過分析SCR脫硝系統(tǒng)對鍋爐設備所造成的影響分析，結合鍋爐設備運行的實際情況，采取有針對性的措施進行優(yōu)化，可以減少對鍋爐設備的影響，從而保證電廠鍋爐的的安全運行。