摘要:介紹了高井熱電廠SCR脫硝工藝流程,針對電廠SCR法脫硝系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)進(jìn)行了現(xiàn)場檢測,并對檢測結(jié)果進(jìn)行分析,為SCR脫硝系統(tǒng)的竣工驗(yàn)收提供參考。

關(guān)鍵詞: SCR,性能檢測,脫硝效率

1　高井熱電廠SCR脫硝工程簡介

1. 1　概況

大唐國際發(fā)電股份有限公司北京高井熱電廠始建于1959年,總裝機(jī)容量600MW。1、2號100MW 汽輪發(fā)電機(jī)組,配1～4號220 t/h高溫高壓煤粉鍋爐,兩爐一機(jī); 3～6號100MW汽輪發(fā)電機(jī)組,分別配5～8號410、430 t/h高溫高壓煤粉鍋爐,其中1～ 6號機(jī)組為供熱機(jī)組。

由于北京市的煙氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)日趨提高, 要求NOx 排放質(zhì)量濃度在200mg/m3 (標(biāo)干6%O2 ) 以下。為此,從2006年9月開始,分別由北京國電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司和遼寧科林環(huán)保工程有限責(zé)任公司對高井熱電廠1～8號爐進(jìn)行煙氣脫硝系統(tǒng)建設(shè)。工程采用選擇性催化還原( SCR)脫硝工藝, 要求在設(shè)計(jì)煤種及校核煤種、鍋爐最大工況(BM2 CR) 、處理100%煙氣量條件下脫硝效率不低于 80% (遠(yuǎn)期不低于90% ) 。

高井熱電廠煙氣脫硝工程從2006年9月起開始設(shè)計(jì)、施工,至2008年2月, 1～5號爐和7號爐均完成了168 h試驗(yàn), 2008 年3 月順利完成了6、8 號爐168 h試驗(yàn)。

1. 2　SCR系統(tǒng)工藝流程

來自鍋爐的煙氣流經(jīng)高、低溫省煤器,在尾部煙道中與噴入的氨充分混合,然后進(jìn)入SCR反應(yīng)器, 在催化劑的作用下與NOx 反應(yīng)完成脫硝過程。脫硝后的煙氣經(jīng)由回轉(zhuǎn)式空預(yù)器進(jìn)入布袋除塵器除塵后從煙囪排放。SCR系統(tǒng)工藝流程見圖1。

高井熱電廠煙氣脫硝系統(tǒng)按照每臺爐配2個(gè)反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)催化劑層2層運(yùn)行、1層預(yù)留設(shè)計(jì)。催化劑總使用壽命10 a (按年運(yùn)行大于7 500 h計(jì)) 。脫硝劑采用純度為99. 5%的液氨(純氨) 。

2　SCR脫硝系統(tǒng)性能檢測

2. 1　檢測方法

(1) NOx 檢測。NO、NO2、O2 用NGA 2000 (德國)分析器進(jìn)行采樣, NO采用紅外分析法,檢測范圍0 ～3 347mg/m3 ,最低檢測限為3. 3mg/m3 ; NO2 采用紫外分析法,檢測范圍0～1 025mg/m3 , 最低檢測限為1. 0mg/m3 ; O2 采用順磁分析法,檢測范圍為 0～100%,最低檢測限為0. 05%。

(2)氨逃逸量檢測。SCR系統(tǒng)出口氨的質(zhì)量濃度檢測采用次氯酸鈉—水楊酸分光光度法分析,即用TH - 880 IV型微電腦煙塵平行采樣儀進(jìn)行等速 (氣體流量取6L /min)采樣,再用722型分光光度計(jì)分析,本方法的測定范圍為0. 008 ～110mg/m3 ,最低檢出濃度0. 008mg/m3。

(3 ) SO2 /SO3 轉(zhuǎn)化率檢測。SO2 用NGA 2000 (德國)分析器連續(xù)采樣,然后采用紫外法檢測其濃度,儀器檢測范圍為0～7 150mg/m3 , 最低檢測限為 3. 7mg/m3。

2. 2　檢測結(jié)果與討論

2. 2. 1　SCR系統(tǒng)脫硝效率

高井熱電廠1 ～8 號爐原煙氣的NOx 濃度和 SCR 系統(tǒng)脫硝效率檢測結(jié)果見圖2。本文NOx 、 SO2、氨的質(zhì)量濃度值均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)干煙氣、氧分為6%狀態(tài)下的數(shù)值。

從圖2可以看出, 1～4號爐原煙氣NOx 質(zhì)量濃度在492. 2mg/m3 ～793. 4mg/m3 之間, SCR系統(tǒng)脫硝效率為80. 6%～83. 6%。5、6號爐原煙氣NOx 質(zhì)量濃度在546. 2mg/m3 ～822. 9mg/m3 之間, SCR系統(tǒng)脫硝效率為80. 0% ～84. 7%。7、8 號爐原煙氣 NOx 質(zhì)量濃度在647. 9mg/m3 ～893. 5mg/m3 之間, 脫硝效率為81. 2%～84. 3%。

該電廠1～8號爐的原煙氣NOx 質(zhì)量濃度設(shè)計(jì)值為500mg/m3 ,而檢測期間原煙氣NOx 質(zhì)量濃度值基本上都超過了設(shè)計(jì)值。測試結(jié)果表明, 1～8號爐的SCR系統(tǒng)在不同運(yùn)行工況和燃用不同煤種的情況下,其脫硝效率均達(dá)到并超過設(shè)計(jì)要求。

2. 2. 2　脫硝系統(tǒng)SO2 /SO3 轉(zhuǎn)化率

在不同工況和燃用不同煤種的情況下,檢測脫硝系統(tǒng)進(jìn)、出口SO2 濃度,再以此計(jì)算出SO2 /SO3 轉(zhuǎn)化率, 1～8號爐脫硝系統(tǒng)檢測結(jié)果見表1。

從表1可見, 1～4號爐脫硝系統(tǒng)入口SO2 質(zhì)量濃度在1 048. 0～3 474. 0mg/m3 之間, SO2 /SO3 轉(zhuǎn)化率為0. 78%～0. 97%。5、6號爐脫硝系統(tǒng)入口SO2 質(zhì)量濃度在2 228. 1～4 406. 2mg/m3 之間, SO2 /SO3 轉(zhuǎn)化率為0. 66% ～0. 91%。7、8 爐SCR 脫硝系統(tǒng)入口SO2 質(zhì)量濃度在1 681. 7 ～3 366. 0mg/m3 之間, SO2 /SO3 轉(zhuǎn)化率為0. 77% ～0. 94%。此結(jié)果表明, 1～8號爐SCR脫硝系統(tǒng)的SO2 /SO3 轉(zhuǎn)化率均不超過1% ,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2. 2. 3　脫硝系統(tǒng)氨逃逸量

催化劑的壽命決定了脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行成本。隨著催化劑活性的降低,氨的逃逸量也在逐漸增加,當(dāng)氨的逃逸量超出允許值時(shí)就必須要更換催化劑。所以,系統(tǒng)運(yùn)行中一定要檢測氨的排放量。

高井熱電廠1～8號爐SCR脫硝系統(tǒng)氨逃逸量檢測結(jié)果詳見表2 (表中煙氣量為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)值) 。

從表2可見, 1～8號爐SCR脫硝系統(tǒng)出口氨的質(zhì)量濃度最高為2. 701mg/m3 ,最低0. 020mg/m3。在同1臺爐不同運(yùn)行工況下, SCR系統(tǒng)出口氨濃度并不隨機(jī)組負(fù)荷的下降而降低。而在相同的運(yùn)行工況下, 不同鍋爐脫硝系統(tǒng)出口氨濃度與機(jī)組負(fù)荷無關(guān)。所以,在脫硝效率滿足設(shè)計(jì)要求的情況下,只要控制系統(tǒng)噴氨量, SCR系統(tǒng)出口的氨逃逸量就可以控制在比較低的水平。

3　結(jié)語

在原煙氣NOx (6%O2 )濃度大于設(shè)計(jì)值的情況下,大唐國際發(fā)電股份有限公司北京高井熱電廠1 ～8號爐SCR系統(tǒng)脫硝效率、SO2 /SO3 轉(zhuǎn)化率、氨逃逸量均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求�？刂葡到y(tǒng)的噴氨量,不僅可以將SCR系統(tǒng)出口氨濃度控制在比較低的水平, 還可抑制系統(tǒng)產(chǎn)生硫酸銨,相應(yīng)地延長了催化劑的使用壽命,降低了系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

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