电力行业SCR脱硝装置在运行中常见的流场问题及对策

选择性催化还原脱硝装置（SCR）在电力、冶金、水泥等领域烟气治理过程中发挥着至关重要的作用。脱硝装置形态多样，属于非标设计装备。在应用过程中，脱硝催化剂对来流烟气的均匀性有着严格的要求，速度场、温度场、NO浓度场分布偏差太大都会严重影响脱硝效率；喷氨格栅AIG设计不合理也会造成严重的氨逃逸问题，这都是环保监察重点关注的事项。

电力行业SCR脱硝常面临如下问题：

1、脱硝催化剂磨损

对于燃煤电厂，SCR脱硝装置一般设置在省煤器之后，空预器之前，这部分烟气温度恰好在300-400℃之间，处于常规催化剂的反应窗口内。但此处烟气未经过除尘器，烟气中的粉尘浓度较高，如果烟气流场入射催化剂偏角过大，催化剂表面很快就会被磨损失效。这种情况需要通过CFD对流场和灰浓度场进行模拟优化，改善导流板布置方式，消除烟气流动偏角问题，提高催化剂使用年限。

2、低负荷脱硝温度偏离催化剂反应窗口

在锅炉低负荷运行时，燃烧烟气温度较低，往往经过省煤器后降低到200多℃，此时脱硝反应速率下降，造成NO排放超标。该情况的解决方案通常有两种，第一种较常用的方式是采用宽负荷适用性的催化剂种类，但是市场上的催化剂种类繁多，需要仔细甄别。第二种方式是对烟气尾部烟道管路改造，从省煤器前引一路烟气进入脱硝入口烟道处，在低负荷运行时，通过此路烟气对低温烟气进行加热升温，但该方法带来的问题是锅炉效率下降，吨位煤耗增加。

3、氨逃逸

氨逃逸是大多数电厂在脱硝运行过程中存在的问题。造成该问题的原因有很多，主要有如下几种情况：其一是脱硝导流板及整流格栅设置不合理；早期（多为2005-2013年之间的项目）脱硝装置结构设计不成熟，导流板及整流格栅设置经验不足，导致氨气混合不充分，烟气偏流严重，附加催化剂的磨损失效，造成氨逃逸和脱硝效率的降低。其二是脱硝喷氨方式不合理；同样是早期设计的脱硝装置，很多采用氨水喷枪烟道喷雾蒸发进行氨气/烟气的混合。这种方式喷氨混合效率一般较低，混合不充分，即使增加了混合扰动叶片，也很难保证混合足够均匀，同时，这种混合叶片造成气流的旋转上升，也会对催化剂入口速度分布的均匀性产生较大影响，一般这种问题都需要对喷氨系统进行改造，调整文喷氨格栅的混氨方式。其三是喷氨格栅调平不当；这种问题目目前较为常见，由于后期脱硝设计充分认识到CFD仿真优化的重要性，基本都采用CFD技术对导流板、整流格栅及喷氨格栅进行了优化设计，但是现场仍然存在氨逃逸现象，主要原因是锅炉燃烧状态不稳定，不同负荷下的燃烧污染物生成量和浓度分配不一致，喷氨格栅入口截面NOx浓度偏差较大，喷氨调平难度较大。像这种问题需要配合现场测试进行喷氨格栅的准确调平控制，如果喷氨格栅设计不合理或者分区不合理，就需要重新设计喷氨格栅，同时出口烟道合适位置需要采用拉网格的方式布置NOx浓度检测点，通过出口NOx浓度检测结果，对应到各喷氨分区喷氨管道进行准确调控。