Page 67 - 电力与能源2023年第一期
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金 闪：空预器硫酸氢铵沉积机理和运行防治 61
lytic Reduction，简称 SCR）催化剂位于 300 ℃以上 析仪。
的高温烟气段，气态 ABS 不会沉积在 SCR 催化剂
表面，由于烟气流经空预器换热温度迅速下降，当
空预器冷端烟气温度下降至 ABS 露点温度 147 ℃
以下时开始凝结并吸附于烟尘，此烟尘具有呈酸
性、黏稠度高、异味明显等特点，当烟尘孔径达到 图 1 采样流程
［5］
饱和 ，即在颗粒外部出现强烈黏性并附着于空 由于烟道中烟气流动不稳定的特点，不同采
预器冷端换热元件时，便会逐渐造成空预器阻塞 样方式的准确性不同，由小到大的顺序为单点采
且不易处理。 样、线式采样、面式采样，即面式采样的准确性最
［5］
高 ，能及时反映烟道内复杂的工况变化。即使
2 空预器 ABS 沉积影响因素
脱硝系统设计经过 CFD 软件流程优化，由于锅炉
上海外高桥第二发电有限责任公司于 2013 脱硝系统烟道内安装有多层催化反应器会对烟气
年 率 先 在 国 内 应 用 SCR 技 术 进 行 氮 氧 化 合 物 流程产生影响，多数锅炉 SCR 系统烟道内 NO x 和
NO x 脱除治理，反应原理如下： NH 3 浓度数值呈现分层现象，烟道中间与两侧浓
4NO+4NH 3+O 2→4N 2+6H 2O （6） 度偏差大 ［6-8］ ，同一采样装置探头位置不同引起的
2NO 2+4NH 3+O 2→3N 2+6H 2O （7） NO x 浓度采样数值误差可能高达数倍，偏差数十
6NO 2+8NH 3→7N 2+12H 2O （8）
mg·Nm ，局 部 NH 3 逃 逸 量 甚 至 超 限 无 法 识 别 。
-3
NO+NO 2+2NH 3→2N 2+3H 2O （9）
对某锅炉脱硝系统 NO x 浓度探针位置进行调整，
如反应方程式（6）～（9）所示，将热解炉内裂
发现 NO x 浓度数值变化非常大，进而影响喷氨量
解后的雾化 NH 3 送入脱硝催化剂与烟气中的 NO x
和 NH 3 逃逸率。
反应还原成 N 2 实现脱硝治理。脱硝 SCR 系统设
2.2 硫分问题
计脱硝效率为 90%，喷氨调节不当易造成 NH 3 逃
根据反应方程式（1）～（5）可知，ABS 堵塞现
逸大幅升高。可将脱硝喷氨调节和 NH 3 逃逸控制
象的另一个重要因素是 SO 2。锅炉燃烧过程中约
所存在的问题归纳为以下 5 类：脱硝反应器催化
有 1%～2% 的 SO 2 氧化为 SO 3，且 SO 2 氧化率与
剂性能；烟气流畅均匀性；锅炉运行方式；喷氨控
［9］
燃烧中心温度正相关 。另外，脱硝催化剂活性
制系统；测量方法和仪表。
成分钒对烟气中 SO 2 的氧化起到催化作用 ［10］ 。
2.1 设备问题
由于 ABS 的反应生成与 NH 3/SO 3 摩尔比相
机组正常运行中调峰频繁，工况复杂，降低脱
关，反应过程又分为三元过程和二元过程，因此，
硝 SCR 系统入口 NO x 含量、实现减少 NH 3 逃逸的
调节手段基本分为：风量、燃烧器摆角、配煤及加 ABS 的沉积过程可由［NH 3 ］×［SO 3 ］来表征，其
大喷氨量等。运行人员对脱硝 SCR 系统监视和 露点温度与［NH 3 ］×［SO 3 ］正相关。
调整取决于 NO x 浓度和 NH 3 逃逸率采样数据的准 锅炉设计煤种为低硫神木煤，掺烧一仓大同
确性和可靠性。 煤控制结焦。目前采用经济煤种掺烧方案，以掺
烟气排放连续监测系统（CEMS）采用完全抽 烧褐煤调节锅炉 NO x 生成浓度，大同煤控结焦，神
取法对脱硫 FGD 系统和脱硝 SCR 系统的数据采 木煤保出力，实现灵活调整、保证排放并提高经济
样使用单点测量法进行采样，再应用非分散红外 效益，如表 1 所示。
或紫外差吸收光谱分析仪分别对脱硫 FGD 系统 传统设计煤种脱硫 FGD 系统进口硫数值一
和脱硝 SCR 系统分析计算出实时数据。采样流 般小于 1 300 mg·Nm ，目前掺烧方案 FGD 进口
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-3
程如图 1 所示，应用专用伴热采样探头将烟气从 硫分往往超过 2 000 mg·Nm ，硫分较设计煤种提
烟 道 中 抽 取 出 来 ，经 伴 热 等 预 处 理 后 进 入 分 高 53.8%。因此，空预器 ABS 沉积的风险较以往
