電廠脫硝催化劑吹損原因分析

一、存在的問題

?公司鍋爐SCR脫硝催化劑吹損較為嚴重，其中中間部位較兩側(cè)吹損嚴重，A側(cè)催化劑吹損較B側(cè)嚴重，局部模塊內(nèi)單體已全部脫落，催化劑防護網(wǎng)已全部吹損，催化劑吹損部位大體沿爐后方向分布，催化劑上方整流格柵局部脫落。

催化劑吹損出現(xiàn)孔洞后造成NH3/NOX摩爾比分布不均勻，氨和煙氣混合較差，計算出理論所需的噴氨量不穩(wěn)定，最終導(dǎo)致鍋爐出口氮氧化物濃度不易控制，實際用氨量增高，氨逃逸率增大，實際用氨量增高，經(jīng)濟效果較差。

最主要的是從脫硝反應(yīng)器逃逸的部分氨與煙氣中的SO3和H2O反應(yīng)生成硫酸氫氨，與煙氣中的灰塵一起粘附在空預(yù)器的換熱元件上，增加了空預(yù)器堵塞和腐蝕風(fēng)險，空預(yù)器差壓增大，通煙受阻，影響鍋爐效率。另外氨逃逸過大時對脫硫系統(tǒng)也將造成不良后果。

二、現(xiàn)象

1.供氨量增大，氨逃逸率逐步增大，脫硝出口氮氧化物與脫硫出口氮氧化物偏差較大，通過噴氨蝶閥無法調(diào)整平衡脫硝出口NOX含量，脫硝出口實際氮氧化物超標，脫硝效率下降。

2.氨逃逸增大后在脫硝下游生成硫酸氫氨粘附在空預(yù)器蓄熱元件表面上，造成換熱元件堵灰，空預(yù)器壓差增大，引風(fēng)機電耗增加。

三、原因分析

1.煙氣飛灰顆粒磨損是催化劑吹損的主要原因，根據(jù)催化劑吹損分布規(guī)律可看出煙氣流場分布已偏離設(shè)計工況。實際運行工況與設(shè)計模型存在偏差，導(dǎo)致煙氣流場偏離設(shè)計工況，整流格柵、支撐、導(dǎo)流板與催化劑的磨損情況大致對應(yīng)。做為迎風(fēng)面的上層催化劑不僅吹損嚴重，其頂端的不銹鋼防護網(wǎng)也基本全部吹損，可見煙氣流速局部過大，煙氣流場偏離設(shè)計值是催化劑吹損的直接原因，煙氣流場不均勻的原因與設(shè)計、施工、運行調(diào)整等方面有關(guān)。

2.催化劑機械強度和磨耗率偏低，經(jīng)檢測催化劑硬化端磨損測試結(jié)果為0.2887%/kg，說明催化劑機械性強度較低。

3.脫硝反應(yīng)器人孔門、測孔、吹灰器、壁板不嚴漏風(fēng)，長時間漏風(fēng)使催化劑強度、硬度降低，最終導(dǎo)致催化劑損壞。

4.煙氣溫度低于310℃時，氨氣與煙氣中的三氧化硫反應(yīng)生成氨鹽，造成催化劑磨損和堵塞，使催化劑活性降低。

5.燃煤灰分中鈣含量較高極易引起結(jié)球磨損，從檢測結(jié)果上看氧化鈣含量為2.965%，正常應(yīng)該1%-2%。鈣含量高容易形成灰球，催化劑磨損會較嚴重。

6.事故狀態(tài)對催化劑有較大的影響。未完全燃燒的煤粉和油霧在催化劑表面二次燃燒時，過度的熱量會使催化劑遭受物理和化學(xué)損壞。鍋爐滅火和甩負荷時，煙氣溫度迅速下降，脫硝系統(tǒng)停運，催化劑中殘余的氨較多，形成硫酸氫銨沉淀，堵塞催化劑微孔，使催化劑活性降低。

爐管四管泄漏時對催化劑損害較大，特別是尾部受熱面泄漏時影響最大，大量的水汽隨煙氣進入催化劑，如在催化劑表面形成水滴，在較短的時間內(nèi)造成催化劑的壽命損耗，并加快催化劑的堿金屬中毒。

四、預(yù)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(shè)計階段的數(shù)模和物模，需現(xiàn)場測量脫硝出、入口煙速每個催化劑模塊處煙速，在反應(yīng)器內(nèi)部懸掛彩旗，觀察彩旗走向，直觀反應(yīng)出煙氣流場的走向，掌握煙氣流場冷、熱態(tài)真實分布情況，為運行調(diào)整及脫硝系統(tǒng)整改提供準確依據(jù)。加強燃燒調(diào)整，消除爐膛出口存在的煙氣殘余旋轉(zhuǎn)，減少脫硝反應(yīng)器兩側(cè)煙氣量偏差。降低煙氣中灰塵含量，以減少煙氣中飛灰顆粒對催化劑、噴氨管的沖刷。充分利用停爐機會，修復(fù)或更換吹損的煙氣擋板、導(dǎo)流板、整流格柵，煙氣擋板、導(dǎo)流板噴涂防磨材料，力爭使煙氣流場分布趨于均勻。定期沖洗空預(yù)器蓄熱元件，減少空預(yù)器堵塞，保證脫硝系統(tǒng)兩側(cè)煙氣流量平衡。

2.提高催化劑防磨性能，可考慮在催化劑迎風(fēng)面端部做硬化處理，提高催化劑抗沖刷能力。

3.治理脫硝反應(yīng)器漏點，定期對壓縮空氣進行疏水，杜絕冷風(fēng)、水汽漏入反應(yīng)器。

4.定期化驗入爐煤成分及灰分成分。

5.運行中嚴格根據(jù)煙氣參數(shù)確定脫硝裝置投退，煙氣溫度在310℃-420℃時方可投入脫硝運行，當(dāng)煙氣溫度或機組負荷偏低時及時投入煙氣旁路裝置；煙氣溫度升至410℃時，采取加強鍋爐吹灰，降低火焰中心高度，切換磨煤機運行等方法，如煙氣溫度仍在上升，應(yīng)申請降低機組負荷以保護脫硝催化劑。鍋爐四管泄漏時檢查省煤器灰斗是否有水排出，若煙氣中帶有水汽，申請停爐，停爐后可對催化劑進行吹掃。

我們采用當(dāng)前最先進的TK-1100型激光氣體分析儀（基于TDLAS技術(shù)）分析微量NH3。系統(tǒng)（包括測量池）采用全程加熱，保證樣品氣體溫度，防止有水析出而對NH3的大量溶解影響分析結(jié)果。探頭采用電加熱過濾探頭，在取樣出來就完成樣品的凈化，減小了后級預(yù)處理的負荷，大大降低了器件的故障率。系統(tǒng)設(shè)計有探頭自動反吹程序及儀表自動標零程序，正常運行后僅需要正常的巡檢即可。傳輸管線采用定制230℃以上高溫復(fù)合電伴熱管纜，并控制在2m以內(nèi)（確保盡量少的NH3吸附），整個預(yù)處理全部集成在高溫加熱盒內(nèi)，系統(tǒng)緊湊以避免長距離傳輸管路對NH3的吸附。