本(ben)文(wen)介紹了內(nei)蒙古大唐托克托發電公司(si)鍋爐脫(tuo)硝運行中催化劑(ji)(ji)出現的問題(ti)(ti)，分析催化劑(ji)(ji)出現問題(ti)(ti)的原因及防止措施(shi)，保證脫(tuo)硝效率、氨逃逸、SO2/SO3轉化率在合(he)格范圍內(nei)，使脫(tuo)硝催化劑(ji)(ji)在壽(shou)命周期內(nei)安全、經濟運行。

內(nei)蒙古大(da)唐托克托發電(dian)公司600MW機組(zu)（#1、#2）鍋爐(lu)(lu)為亞臨(lin)界(jie)參數(shu)、強制循環(huan)、四(si)角切圓燃燒方(fang)式、一次中間(jian)再熱、單(dan)爐(lu)(lu)膛平(ping)衡通(tong)風、固態排渣、全(quan)鋼(gang)構(gou)架(jia)懸(xuan)吊(diao)緊身(shen)(shen)全(quan)封(feng)閉型汽包爐(lu)(lu)；#3-#8鍋爐(lu)(lu)為亞臨(lin)界(jie)參數(shu)、自(zi)然循環(huan)、前(qian)后墻(qiang)對沖(chong)燃燒、尾部(bu)雙煙道、一次中間(jian)再熱、單(dan)爐(lu)(lu)膛平(ping)衡通(tong)風、固態排渣、全(quan)鋼(gang)構(gou)架(jia)懸(xuan)吊(diao)緊身(shen)(shen)全(quan)封(feng)閉型汽包爐(lu)(lu)。

根據《火電(dian)廠大氣污染物排(pai)放(fang)標準》（GB13223-2011）相關規(gui)定，內(nei)蒙古大唐托(tuo)克(ke)托(tuo)發電(dian)公司(si)對(dui)600MW機組進行低氮(dan)燃燒(shao)(shao)器改造，并安(an)裝煙(yan)氣脫(tuo)硝系統，2014年7月(yue)11日托(tuo)電(dian)公司(si)600MW機組已(yi)全(quan)(quan)部(bu)完(wan)成(cheng)低氮(dan)燃燒(shao)(shao)器和脫(tuo)硝系統改造且全(quan)(quan)部(bu)投(tou)入(ru)生產運(yun)行，脫(tuo)硝各(ge)項性能指標較好，煙(yan)氣排(pai)放(fang)完(wan)全(quan)(quan)滿足環保要求。

托電(dian)公司煙氣(qi)(qi)(qi)脫硝技(ji)(ji)術為國內燃煤電(dian)廠普遍采(cai)用的SCR煙氣(qi)(qi)(qi)脫硝技(ji)(ji)術，除(chu)4號爐(lu)催化劑層(ceng)數按1+2模式布置，初(chu)裝1層(ceng)預(yu)留2層(ceng)外(wai)，其它爐(lu)均采(cai)用催化劑層(ceng)數按2+1模式布置，初(chu)裝2層(ceng)預(yu)留1層(ceng)。在設計煤種及校核煤種、鍋(guo)爐(lu)最大連(lian)續出(chu)力工況（BMCR）、處理100%煙氣(qi)(qi)(qi)量、在布置1層(ceng)催化劑條件下(xia)脫硝效率不小于(yu)50%，在布置2層(ceng)催化劑條件下(xia)脫硝效率不小于(yu)80%。

脫(tuo)(tuo)硝(xiao)(xiao)還原(yuan)劑(ji)采(cai)用液(ye)氨。反應器安裝雙吹(chui)掃裝置，即蒸汽(qi)吹(chui)灰(hui)(hui)器和聲波吹(chui)灰(hui)(hui)器。脫(tuo)(tuo)硝(xiao)(xiao)系統催化劑(ji)全(quan)部(bu)為蜂窩式，催化劑(ji)是SCR煙氣脫(tuo)(tuo)硝(xiao)(xiao)系統的(de)(de)核心部(bu)件，其性能(neng)直接影響整體脫(tuo)(tuo)硝(xiao)(xiao)效(xiao)果，且(qie)其初(chu)期投(tou)資約占項目投(tou)資的(de)(de)30%-50%，決定著(zhu)SCR脫(tuo)(tuo)硝(xiao)(xiao)系統的(de)(de)運(yun)行(xing)成本。催化劑(ji)活性好壞不僅會影響系統的(de)(de)脫(tuo)(tuo)硝(xiao)(xiao)效(xiao)率和煙氣NOX的(de)(de)達標排放，而且(qie)會造成還原(yuan)劑(ji)NH3的(de)(de)夾(jia)帶量的(de)(de)增加，影響下游設(she)備(bei)正(zheng)常運(yun)行(xing)，引發(fa)機組(zu)安全(quan)事(shi)故。本文講述(shu)了托(tuo)克托(tuo)發(fa)電公司脫(tuo)(tuo)硝(xiao)(xiao)催化劑(ji)損壞的(de)(de)原(yuan)因，制(zhi)定防止催化劑(ji)損壞的(de)(de)措施(shi)。

一、存在的問題

自(zi)2013年(nian)7月(yue)檢(jian)查發(fa)現托電公司三、四期鍋爐（#5-#8鍋爐）SCR脫(tuo)硝催(cui)化劑吹損(sun)(sun)較為嚴(yan)(yan)重，其中中間部(bu)(bu)位(wei)(wei)較兩側(ce)吹損(sun)(sun)嚴(yan)(yan)重，A側(ce)催(cui)化劑吹損(sun)(sun)較B側(ce)嚴(yan)(yan)重，局(ju)部(bu)(bu)模塊內單體已全部(bu)(bu)脫(tuo)落，催(cui)化劑防護網已全部(bu)(bu)吹損(sun)(sun)，催(cui)化劑吹損(sun)(sun)部(bu)(bu)位(wei)(wei)大體沿爐后(hou)方向(xiang)分布，催(cui)化劑上方整流格柵局(ju)部(bu)(bu)脫(tuo)落。

催化(hua)劑吹損(sun)出現孔洞(dong)后造成NH3/NOX摩(mo)爾比(bi)分布不均勻，氨(an)和煙氣混合較差，計算出理論所(suo)需的噴氨(an)量不穩(wen)定，最終導致鍋爐出口氮氧化(hua)物濃度(du)不易控制，實際(ji)(ji)用(yong)氨(an)量增高，氨(an)逃(tao)逸率增大，實際(ji)(ji)用(yong)氨(an)量增高，經濟(ji)效(xiao)果較差。

最主要的(de)是從脫(tuo)硝反應器(qi)逃逸的(de)部分(fen)氨(an)與煙氣(qi)中的(de)SO3和H2O反應生成(cheng)硫酸氫(qing)氨(an)，與煙氣(qi)中的(de)灰(hui)塵(chen)一起粘附在(zai)空預(yu)器(qi)的(de)換熱元(yuan)件上，增(zeng)加(jia)了空預(yu)器(qi)堵(du)塞(sai)和腐蝕風險，空預(yu)器(qi)差壓(ya)增(zeng)大，通煙受阻(zu)，影響鍋爐效率。另外氨(an)逃逸過大時對脫(tuo)硫系統也將(jiang)造成(cheng)不良(liang)后(hou)果。

二、現象

1.供氨(an)量增(zeng)大，氨(an)逃逸率(lv)逐步增(zeng)大，脫(tuo)硝(xiao)(xiao)(xiao)出口(kou)氮氧(yang)化物與(yu)脫(tuo)硫出口(kou)氮氧(yang)化物偏差較大，通過噴氨(an)蝶(die)閥無法(fa)調整平衡脫(tuo)硝(xiao)(xiao)(xiao)出口(kou)NOX含量，脫(tuo)硝(xiao)(xiao)(xiao)出口(kou)實際(ji)氮氧(yang)化物超標，脫(tuo)硝(xiao)(xiao)(xiao)效率(lv)下降。

2.氨逃逸增(zeng)大后在脫硝下游(you)生成(cheng)硫酸氫氨粘附(fu)在空預器蓄熱(re)元件(jian)表面上，造成(cheng)換熱(re)元件(jian)堵灰，空預器壓(ya)差增(zeng)大，引風機電(dian)耗增(zeng)加。

三、原因分析

1.煙(yan)(yan)氣(qi)飛(fei)灰顆粒磨損是(shi)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)吹(chui)損的(de)主要原因(yin)，根(gen)據(ju)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)吹(chui)損分布規律可看出煙(yan)(yan)氣(qi)流(liu)(liu)(liu)(liu)場(chang)分布已偏離(li)設(she)(she)(she)計工(gong)況。實際(ji)運(yun)行工(gong)況與(yu)設(she)(she)(she)計模型(xing)存在偏差(cha)，導致煙(yan)(yan)氣(qi)流(liu)(liu)(liu)(liu)場(chang)偏離(li)設(she)(she)(she)計工(gong)況，整流(liu)(liu)(liu)(liu)格柵、支(zhi)撐、導流(liu)(liu)(liu)(liu)板與(yu)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)磨損情況大(da)致對應。做為迎風(feng)面的(de)上層催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)不僅(jin)吹(chui)損嚴重，其(qi)頂端的(de)不銹鋼防護網也基本全部吹(chui)損，可見煙(yan)(yan)氣(qi)流(liu)(liu)(liu)(liu)速局部過(guo)大(da)，煙(yan)(yan)氣(qi)流(liu)(liu)(liu)(liu)場(chang)偏離(li)設(she)(she)(she)計值是(shi)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)吹(chui)損的(de)直接(jie)原因(yin)，煙(yan)(yan)氣(qi)流(liu)(liu)(liu)(liu)場(chang)不均勻(yun)的(de)原因(yin)與(yu)設(she)(she)(she)計、施工(gong)、運(yun)行調整等方面有關(guan)。

2.催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)機械強度和磨耗率偏低，經(jing)檢測(ce)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)硬(ying)化(hua)(hua)端磨損測(ce)試結(jie)果為(wei)0.2887%/kg，說明催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)機械性強度較低。

3.脫硝反應器(qi)(qi)人孔門(men)、測(ce)孔、吹灰器(qi)(qi)、壁板不嚴漏風，長時間漏風使催化劑強度、硬度降低，最終導致催化劑損(sun)壞。

4.煙(yan)氣溫度(du)低(di)于310℃時，氨(an)氣與煙(yan)氣中(zhong)的三氧化(hua)硫反應生成氨(an)鹽，造成催化(hua)劑磨損和(he)堵塞，使催化(hua)劑活性降低(di)。

5.燃(ran)煤灰分中鈣(gai)含(han)量(liang)較高(gao)(gao)極(ji)易引起結球磨損，從檢(jian)測結果上看氧化(hua)鈣(gai)含(han)量(liang)為2.965%，正常應(ying)該1%-2%。鈣(gai)含(han)量(liang)高(gao)(gao)容易形成(cheng)灰球，催化(hua)劑磨損會(hui)較嚴重。

6.事故狀態對催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)有(you)較大的(de)影(ying)響。未(wei)完全(quan)燃(ran)(ran)燒的(de)煤(mei)粉和油霧在催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)表面二次燃(ran)(ran)燒時，過度(du)的(de)熱量會(hui)使催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)遭(zao)受物理和化(hua)(hua)學損壞(huai)。鍋爐滅火和甩負(fu)荷時，煙(yan)氣溫度(du)迅速下(xia)降，脫硝(xiao)系統停運，催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)中殘余的(de)氨較多，形成硫酸(suan)氫(qing)銨(an)沉(chen)淀，堵(du)塞催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)微孔，使催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)活性降低。

爐(lu)管(guan)四管(guan)泄漏(lou)時對催化(hua)劑(ji)損(sun)害(hai)較大(da)(da)，特別(bie)是(shi)尾部受熱面(mian)泄漏(lou)時影響最大(da)(da)，大(da)(da)量(liang)的(de)(de)水汽隨煙氣進入催化(hua)劑(ji)，如(ru)在催化(hua)劑(ji)表面(mian)形成水滴，在較短(duan)的(de)(de)時間內造成催化(hua)劑(ji)的(de)(de)壽命(ming)損(sun)耗，并加快催化(hua)劑(ji)的(de)(de)堿金屬中毒。

四、預防措施

1.校核脫硝煙氣流場實際分布情況，對流場的校核不要局限于設計階段的數模和物模，需現場測量脫硝出、入口煙速每個催化劑模塊處煙速，在反應器內部懸掛彩旗，觀察彩旗走向，直觀反應出煙氣流場的走向，掌握煙氣流場冷、熱態真實分布情況，為運行調整及脫硝系統整改提供準確依據。加強燃燒調整，消除爐膛出口存在的煙氣殘余旋轉，減少脫硝反應器兩側煙氣量偏差。
降(jiang)低煙(yan)氣中灰(hui)塵含量，以減少煙(yan)氣中飛(fei)灰(hui)顆粒對催化劑、噴氨管(guan)的沖刷。充分(fen)利用停爐機會(hui)，修復或更換(huan)吹(chui)損的煙(yan)氣擋板(ban)、導(dao)流(liu)(liu)板(ban)、整(zheng)流(liu)(liu)格柵，煙(yan)氣擋板(ban)、導(dao)流(liu)(liu)板(ban)噴涂防磨材料，力爭使煙(yan)氣流(liu)(liu)場分(fen)布趨于(yu)均勻。定期沖洗空預器蓄熱元(yuan)件，減少空預器堵塞(sai)，保(bao)證脫硝(xiao)系統兩側煙(yan)氣流(liu)(liu)量平(ping)衡。

2.提高催化(hua)劑防磨性(xing)能(neng)，可考(kao)慮在催化(hua)劑迎風(feng)面端部做硬化(hua)處(chu)理(li)，提高催化(hua)劑抗沖(chong)刷能(neng)力。

3.治理(li)脫硝反應器漏(lou)點，定期對壓縮空氣(qi)進行疏(shu)水，杜絕冷(leng)風、水汽漏(lou)入反應器。

4.定期化驗(yan)入爐煤成分及(ji)灰分成分。

5.運(yun)行中(zhong)嚴(yan)格根據煙(yan)(yan)氣(qi)參數(shu)確定脫硝裝置投退，煙(yan)(yan)氣(qi)溫(wen)度(du)(du)在310℃-420℃時(shi)(shi)(shi)方可投入脫硝運(yun)行，當煙(yan)(yan)氣(qi)溫(wen)度(du)(du)或機(ji)組(zu)負荷偏低時(shi)(shi)(shi)及時(shi)(shi)(shi)投入煙(yan)(yan)氣(qi)旁(pang)路(lu)裝置；煙(yan)(yan)氣(qi)溫(wen)度(du)(du)升至410℃時(shi)(shi)(shi)，采取(qu)加強鍋爐(lu)(lu)吹灰，降低火(huo)焰中(zhong)心高度(du)(du)，切換磨煤機(ji)運(yun)行等方法，如煙(yan)(yan)氣(qi)溫(wen)度(du)(du)仍在上升，應申請(qing)降低機(ji)組(zu)負荷以保(bao)護脫硝催(cui)化劑(ji)。鍋爐(lu)(lu)四(si)管泄漏(lou)時(shi)(shi)(shi)檢查省(sheng)煤器灰斗是否有(you)水(shui)(shui)排出，若煙(yan)(yan)氣(qi)中(zhong)帶有(you)水(shui)(shui)汽，申請(qing)停爐(lu)(lu)，停爐(lu)(lu)后可對催(cui)化劑(ji)進行吹掃。

五、托克托發電公司目前已采取的措施

1.已(yi)實(shi)測#1、#7爐(lu)脫硝煙(yan)氣流場(chang)冷、熱態分布情況，選(xuan)取負荷工況為600MW、450MW、350MW，按網(wang)格(ge)法測量反應器出、入口截面的煙(yan)氣速度、氧量、NOX濃度、煙(yan)氣溫度、氨逃(tao)逸，重新核實(shi)理論設計(ji)。

#7爐脫硝反應器入口速度場測點(dian)分布圖：

煙(yan)(yan)(yan)氣速度(du)測(ce)(ce)孔(kong)(kong)位于(yu)第二(er)層催化劑上方約0.5m，A/B兩(liang)側(ce)反(fan)應器(qi)外側(ce)各布置(zhi)7個測(ce)(ce)孔(kong)(kong)，按照從靠近爐(lu)膛(tang)到(dao)(dao)遠(yuan)離爐(lu)膛(tang)的(de)(de)順(shun)序編號(hao)為A1—A7、B1—B7；A/B脫硝(xiao)(xiao)反(fan)應器(qi)外側(ce)各布置(zhi)23個測(ce)(ce)孔(kong)(kong)，按照從外到(dao)(dao)內編號(hao)1、2、3。在脫硝(xiao)(xiao)系統(tong)入(ru)口水平(ping)煙(yan)(yan)(yan)道位置(zhi)均勻(yun)開孔(kong)(kong)各11個，安裝試驗管座，用于(yu)測(ce)(ce)量煙(yan)(yan)(yan)道內O2、NOx的(de)(de)分布。溫度(du)測(ce)(ce)點測(ce)(ce)點位置(zhi)同NOx等(deng)參數的(de)(de)測(ce)(ce)點位置(zhi)。將熱(re)電阻組深(shen)入(ru)煙(yan)(yan)(yan)道內，每組熱(re)電阻組包含四根熱(re)電阻，分別(bie)測(ce)(ce)煙(yan)(yan)(yan)道內1m深(shen)，2m深(shen)，3m深(shen)，4m深(shen)處煙(yan)(yan)(yan)氣的(de)(de)溫度(du)。

600MW工(gong)況(kuang)A側反應(ying)器邊(bian)側煙(yan)氣速度(du)分布（m/s）：

600MW工況B側反(fan)應器邊側煙氣(qi)速度(du)分布：

測量(liang)顯示(shi)SCR-A側(ce)側(ce)面測量(liang)截(jie)面的(de)平均速(su)度為6.68m/s，SCR-B側(ce)側(ce)面測量(liang)截(jie)面的(de)平均速(su)度為5.77m/s，SCR脫硝系統流(liu)速(su)分布沿寬(kuan)度方向從靠(kao)近爐(lu)膛一(yi)(yi)側(ce)到(dao)遠離(li)爐(lu)膛一(yi)(yi)側(ce)呈增大趨勢，這與#7爐(lu)催化劑吹(chui)損情(qing)況一(yi)(yi)致。綜(zong)合各典型(xing)工況煙氣流(liu)速(su)分布情(qing)況，制定流(liu)場優化方案，現改造(zao)備件已到(dao)貨，計(ji)劃在停爐(lu)時(shi)實(shi)施改造(zao)。

2.進(jin)行入爐煤及灰分化驗。

3.檢測催化劑化學成分、機械強(qiang)度、耐磨強(qiang)度。

4.停(ting)爐時檢查導流(liu)(liu)板、整流(liu)(liu)格(ge)柵(zha)磨損情(qing)況，消除反應器(qi)漏點，定期對空預器(qi)進行沖洗，定期分(fen)析脫(tuo)硝(xiao)系(xi)統各項指標，聯系(xi)運行專(zhuan)工及時調整脫(tuo)硝(xiao)反應器(qi)兩(liang)側煙(yan)氣量，使兩(liang)側煙(yan)氣流(liu)(liu)場趨于均勻。

六、結束語

托克(ke)托發電公司SCR脫硝(xiao)系統(tong)已運(yun)行(xing)近3年，在(zai)(zai)生產(chan)現場不(bu)斷(duan)的(de)(de)檢(jian)(jian)查、分析、探索，逐步(bu)摸索脫硝(xiao)系統(tong)運(yun)行(xing)調整(zheng)、設備維護(hu)的(de)(de)規律，加強鍋爐燃(ran)燒調整(zheng)，消除煙氣流場存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)偏差因(yin)素(su)，嚴格催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)入廠檢(jian)(jian)測，是保證鍋爐脫硝(xiao)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)安全(quan)運(yun)行(xing)的(de)(de)根本。找準影響催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)壽(shou)命的(de)(de)關鍵因(yin)素(su)并加以(yi)改進，才能保證催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)在(zai)(zai)使用周(zhou)期(qi)內安全(quan)、經(jing)濟(ji)運(yun)行(xing)。

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