SCR对脱硝效率及SO2转化率影响分析-SCR脱硝效率影.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页SCR对脱硝效率及SO2转化率影响分析王杭州（厦门华夏电力公司，厦门，361026）摘 要：本文通过300MW机组脱硝的性能试验,测试SCR脱硝效率及NOX浓度及其分布试验以及对SO2转化成SO3影响进行测试分析，探讨与分析烟气脱硝工程性能试验所采用的方法、手段及评价依据，为日益增多的烟气脱硝系统提供性能试验的技术借鉴与实践参考关键词：性能试验；选择性催化还原技术(SCR)；SO2NOx作为燃煤电厂的主要污染物之一，在烟尘与SO2污染逐步得到控制后，正日益引起重视影响SCR系统的因素多（烟气条件、环保要求、排烟条件、FGD装置、空气预热器、ESP等设备），投资大，运行成本高，因此，对SCR系统进行现场性能分析研究对于SCR系统内流体流动、传质传热、节能降耗具有重要的意义SCR系统各种参数（脱硝效率、NOx浓度、烟气流量与温度等）之间有着非常紧密的联系，其中的脱硝效率是所有参数中最关键、最核心的因子参数之间、注氨格栅以及烟气流体分布的优化与调整，对SO2的转化率的程度等，对整套SCR系统的科学与经济运行有着重要的促进作用。

本文通过300MW机组脱硝的性能试验,测试SCR脱硝效率及NOX浓度及其分布试验以及对SO2转化成SO3影响进行测试分析，探讨与分析烟气脱硝工程性能试验所采用的方法、手段及评价依据，为日益增多的烟气脱硝系统提供性能试验的技术借鉴与实践参考1.1 样品的采集与测试测试方法总体描述为：在每台SCR反应器的进出口烟道截面上，采用网格法（进口28点，出口20点）逐点采集烟气样品，用NGA2000多功能分析仪测量烟气中的NO与O2，以此来获得每台反应器的脱硝效率为了分析烟气通过催化剂后的SO2/SO3转化率，需要用化学法在省煤器出口和SCR反应器出口烟道同时采集烟气样品，以分析SO2与SO3浓度通过在每台反应器出口5点烟气取样，来分析烟气中的氨逃逸浓度1.1.1 SCR设计参数每台锅炉配备两台三分仓容克式空气预热器，在省煤器与空预器之间，由上海电气石川岛电站环保工程有限公司设计安装了两台高灰型SCR烟气脱硝装置脱硝反应器采用“2＋1”的催化剂布置模式，初装两层美国康宁公司提供的蜂窝型催化剂（节距7.0mm，22×22孔，0.8mm壁厚），每层催化剂上方安装3只半伸缩式蒸汽吹灰器SCR反应器入口安装了格栅式喷氨系统，每台反应器设置9只手动调节阀，采用分区调节的方式来控制喷氨后的NH3/NO分布。

表1 SCR装置的设计参数项目单位数据备注烟气流量t/h1305Nm3/h1010466湿基入口烟气成分O2%4干基H2O%8湿基SOxµL/L500干基飞灰浓度g/Nm323NOxmg/Nm3≤450（max600）干基、6%O2SCR性参数NOx(干基)mg/Nm3180（首期） 45（远期）脱硝效率%60(首期) 90（远期）100%ECRNH3逃逸µL/L≤3干基，6%O2 Vol.SO2/SO3转化率%≤1系统阻力Pa≤1000喷氨的均匀性是保证良好脱硝效率及减少氨逃逸率的关键，为保证喷氨的均匀性，每个SCR反应器设有9×3根伸入烟道的注氨支管，每根支管上有10个不锈钢喷头，即27根注氨支管与270个喷嘴组成了注氨格栅(AIG)（见图1注氨格栅示意图），均匀地分布在SCR进口侧烟道的截面上另外，在注氨支管上设置了流量调节阀、节流孔以及差压计，用于调整注入氨量的均匀性图1 注氨格栅(AIG)示意图氨管调节阀流量计烟道喷嘴1.1.2 NOx与O2浓度测量在每台SCR反应器的进出口烟道截面上，采用网格法（进口28点，出口20点）逐点采集烟气样品，用NGA2000多功能分析仪测量烟气中的NO与O2，以此来获得每台反应器的脱硝效率。

为了分析烟气通过催化剂后的SO2/SO3转化率，需要用化学法在省煤器出口和SCR反应器出口烟道同时采集烟气样品，以分析SO2与SO3浓度此外，每个试验工况都采集了入炉煤和飞灰（空预器出口撞击灰）样品在每台SCR反应器的进口和出口烟道截面，采用等截面网格法（进口7×4，出口5×4）布置烟气取样点（图2），分析各采样点烟气中的NO与O2含量，从而获得烟道截面的NO与O2分布，并计算每台反应器的脱硝效率每台SCR反应器的进出口均已安装了NO和O2浓度分析仪，通过测量烟道截面的NO与O2浓度分布，可找出监测分析仪的显示值与实际NO与O2浓度之间的关系，以此来连续监测每个试验工况期间的脱硝效率波动空预器省煤器第一层催化剂第一层催化剂备用层SO2、SO3NO及O2取样点注氨NO、O2取样点图2 NO与O2浓度的采样点采样泵1采样泵2过滤器冷凝器预过滤器蠕动泵混合器取样管烟气中的NO浓度的测量参考美国EPA－7E标准采用ROSEMOUNT公司的NGA2000型烟气分析仪逐点测量首先用不锈钢管将烟气引出至烟道外，然后经过水洗除尘、除氨器除氨、烟气预处理装置清洁、除湿、冷却，最后接入NGA2000型烟气分析仪进行分析。

NOx取样与分析系统见图3每个试验工况结束后，根据各取样点的NO与O2浓度，将NO修正到6%氧量下，加上5%NO2，可获得各取样点的NOx浓度图3 NO和O2的取样分析系统1.1.3 NH3逃逸测量烟气中气态氨的样品采集执行美国EPA CTM027标准，图4是样品采集系统的示意图，用硫酸溶液作为氨的吸收液，用离子色谱仪进行浓度分析采样点位于SCR反应器出口水平烟道，每侧5个取样孔引风机过滤器加热器300℃H2SO4取样点烟气流量计图4 烟气中的NH3取样系统1.1.4 SO2/SO3转化率在脱硝反应器的进出口烟道同时测量SO2和SO3浓度，可获得烟气通过SCR反应器后的SO2/SO3转化率在每台反应器的入口水平烟道选择两个烟气取样孔，采用图4－5所示系统同时采集SO2与SO3样品；在反应器出口水平烟道选取两个烟气取样孔，也采用图5所示系统采集SO3样品用离子色谱仪分析所采集样品中的硫酸根离子浓度，可折算出烟气中的SO2、SO3浓度SO2/SO3转化率的计算公式如下： ………………（1）式中：－SO2/SO3转化率，%；－SCR反应器出口的SO3平均浓度，µL/L@6%O2；－SCR反应器入口的SO3平均浓度，µL/L@6%O2；－SCR反应器入口的SO2平均浓度，µL/L@6%O2。

采样加热到260℃石英棉冷凝管过滤器烟气采样器干燥器冰槽75℃吸收瓶图5 SO2/SO3采样系统示意图1.2 结果与讨论1.2.1 测试结果1.2.1.1 SCR进出口NOx浓度测试SCR装置的脱硝效率试验时的脱硝效率设定值、喷氨量、SCR反应器进出口的实测NOx浓度见表2SCR脱硝效率（DCS）设定值为60.7~63.9%，实际脱硝效率约为70.51~74.64%表2 锅炉的脱硝效率项目单位300MW工况下反应器SCR反应器BA设定脱硝效率（DCS）%60.763.9喷氨量－DCSNm3/h113.792.4入口NOx@6%O2（DCS）mg/Nm3412.5438.5出口NOx@6%O2（DCSmg/Nm3185.5233.1实测入口NOx@6%O2mg/Nm3429.4423.7实测出口NOx@6%O2mg/Nm3122.7128.8实际脱硝效率%71.4369.6平均脱硝效率%70.51备注：DCS显示的NOx@6%O2为NO的质量浓度，本表中数据已经转换成NO2的浓度1.2.1.2 SCR进口NOX浓度分布表3 SCR-A反应器进口NOX浓度分布NOx-mg/Nm3@6%O2A反应器进口12345671395.2398.2406.0412.8428.1448.2496.92386.6382.7398.6405.3464.8480.4507.33372.9392.3413.9439.4462.9488.7498.64304.8344.7429.7424.8450.6460.3492.5最大507.3最小304.8平均值428.1入口分布标准偏差11.5表4 SCR-B反应器进口NOX浓度分布NOx-mg/Nm3@6%O2B反应器进口76543211477.5463.2472.9449.3448.0464.9450.42493.3468.4458.9471.8424.9445.1446.73507.1473.3489.4496.5451.5443.1412.44511.2509.1474.9445.1471.0451.0449.2最大511.2最小412.4平均值465.0入口分布标准偏差5.31.2.1.3 SCR出口NOX浓度分布（以B反应器为例，分别测出调整前后偏差值）表5 SCR- A反应器出口NOX浓度分布（调整后）NOx-mg/Nm3@6%O2A反应器出口123451132.1152.8160.0141.2176.72133.5155.0160.9170.9148.43127.5145.5148.8143.9142.14171.4162.9179.1181.2191.7最大191.7最小127.5平均值156.3出口分布标准偏差11.5脱硝效率63.5 表6 SCR- B反应器出口NOX浓度分布（调整前）NOx-mg/Nm3@6%O2B反应器出口543211188.0208.3220.0134.435.12196.8240.8247.4125.138.03183.5228.3202.0109.644.24207.5223.3253.6123.526.5最大253.6最小26.5平均值161.8出口分布标准偏差47.4脱硝效率65.20表7 SCR-B反应器出口NOX浓度分布（调整后）NOx-mg/Nm3@6%O2B反应器出口543211135.7142.1172.3138.0115.72122.0161.1187.0140.5112.03133.0159.7150.2117.8103.04165.7148.2181.6129.1。