文 勇

（江蘇省太倉市太倉港協(xié)鑫發(fā)電有限公司，江蘇 蘇州215433）

0 引言

隨著脫硝系統(tǒng)運行時間的增加，脫硝催化劑會逐漸發(fā)生堵灰情況，嚴重影響機組的安全經(jīng)濟運行。從2013年12月份開始，太倉港協(xié)鑫發(fā)電有限公司（以下簡為本公司）3、4、6號爐脫硝催化劑差壓緩慢增大，4A側(cè)脫硝催化劑差壓增加最多，300MW負荷下差壓達到500Pa，比正常運行差壓高200Pa；3B側(cè)催化劑差壓較正常差壓高100Pa，6A、6B側(cè)催化劑差壓較正常差壓高50Pa，都有堵灰的跡象。春節(jié)調(diào)停期間分別對3臺機組催化劑堵灰進行了清理，清理后催化劑差壓基本恢復正常。根據(jù)3臺機組催化劑堵灰情況，分析了原因，并明確了防止催化劑堵灰的措施，計劃在機組檢修期間進行治理。

1 脫硝裝置概況

本公司4臺鍋爐為上海鍋爐廠制造的SG－1036／17.47－M868亞臨界、一次中間再熱、控制循環(huán)汽包爐、單爐膛、Π型結(jié)構(gòu)、平衡通風，四角切圓燃燒、擺動燃燒器調(diào)溫、固態(tài)排渣，全鋼架懸吊式結(jié)構(gòu)、露天布置、正壓直吹式制粉系統(tǒng)。設計煤種為神華煤。

本公司三期（2×320MW）機組煙氣脫硝工程采用選擇性催化還原法（SCR），催化劑層數(shù)按2層運行1層備用設計。在設計煤種鍋爐最大連續(xù)出力工況、處理100%煙氣量、1層催化劑條件下脫硝效率不小于65%。脫硝系統(tǒng)主要工作流程：液氨通過卸氨壓縮機的作用從液氨槽車中送入液氨儲罐，減壓節(jié)流后進入氨蒸發(fā)器，經(jīng)熱水浴加熱后蒸發(fā)為氣氨，再進入氣氨緩沖罐，通過調(diào)節(jié)閥和輸送管道進入脫硝反應系統(tǒng)，經(jīng)稀釋空氣稀釋后通過噴氨格柵與煙氣均勻混合，通過導流板和整流裝置后進入SCR反應器催化反應區(qū)，在催化劑的作用下氨與NOx反應，NOx轉(zhuǎn)化為N2和H2O，處理后的煙氣進入空氣預熱器進行熱交換。

由于公司脫硝系統(tǒng)屬后增裝系統(tǒng)，現(xiàn)場空間受限，脫硝煙道不利于煙氣流場的均勻分布，加之脫硝煙道導流板及吹灰器布置不合理，經(jīng)過長時間的運行后反應器內(nèi)部積灰嚴重，導致脫硝催化劑大面積堵塞、催化劑活性失效加劇，脫硝耗氨量增加、效率下降，也使脫硝反應器運行差壓大幅上升，機組安全經(jīng)濟運行受到嚴重影響。

2 脫硝SCE反應器積灰原因分析

春節(jié)調(diào)停期間，先后對4、3、6號爐脫硝內(nèi)部積灰情況進行檢查，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，造成各臺爐脫硝催化劑堵灰的主要原因有以下幾點：

2.1 脫硝入口導流板設計安裝不合理

脫硝入口導流板設計不合理，在煙道內(nèi)形成局部低速區(qū)，此處飛灰沉積形成灰堆，檢查3、4、6號爐脫硝入口煙道導流板灰堆積較多且板結(jié)硬化，此處的灰脫落后，聲波吹灰器無法清除就會造成催化劑堵灰，4B側(cè)和6A側(cè)堵灰主要是此因素造成的。

2.2 催化劑上部支撐工字鋼梁側(cè)積灰

脫硝催化劑上部工字鋼梁兩側(cè)及上部也會形成飛灰沉積并形成板結(jié)狀，在堆積高度達到一定程度及積灰受到震蕩后落下堵塞催化劑，因瞬間落下的板結(jié)狀積灰不能隨煙氣及時排走，導致堵塞部位積灰越來越多，從而大面積堵塞催化劑。

2.3 煙氣中顆粒狀焦粒引起催化劑堵塞

煙氣中的焦粒（俗稱爆米花灰）被帶入脫硝裝置，造成催化劑上部鐵絲網(wǎng)堵塞，3、4、6號爐脫硝催化劑上部鐵絲網(wǎng)上都存在焦粒。3、4號爐摻燒菲律賓煤期間鍋爐結(jié)焦加劇，可能有部分焦粒被帶入催化劑。檢查6號爐催化劑上部焦粒也較多，但6號爐未摻燒菲律賓煤，主要摻燒褐煤，說明不完全是由于摻燒菲律賓煤造成，其他煤種也存在此現(xiàn)象。目前這種焦粒產(chǎn)生的原因不明。

2.4 聲波吹灰器數(shù)量不足且工作不正常

聲波吹灰器不能完全覆蓋所有催化劑，存在吹灰死角，另外聲波吹灰器膜片老化存在發(fā)聲不正常的情況。3、4號爐多個聲波吹灰器發(fā)聲尖銳，6號爐聲波吹灰器聲音較小。根據(jù)催化劑內(nèi)部積灰檢查情況發(fā)現(xiàn)，有的吹灰器遠端積灰較多，說明吹灰器吹灰效果差，有的在吹灰器口處就有大量灰堆積，說明此聲波吹灰器工作不正常。

2.5 催化劑超過設計使用壽命造成堵塞

3、4號爐催化劑的運行時間遠遠超過設計的使用壽命16 000h，催化劑的活性降低，也是造成3、4號爐脫硝催化劑堵塞的一個因素。

3 防止脫硝催化劑內(nèi)積灰的對策

3.1 脫硝入口煙道導流板治理

煙氣流向與煙道不平行，形成煙氣分離現(xiàn)象，會出現(xiàn)局部低速區(qū)，煙氣中粉塵由于重力作用沉積。此種情況應改進脫硝入口煙道導流板布置，檢修期間進行處理。

3.2 催化劑支撐鋼梁處積灰治理

工字鋼梁兩側(cè)積灰并形成板結(jié)，在堆積高度達到一定程度及積灰受到震蕩后落下堵塞催化劑，導致堵塞部位積灰越來越多，從而大面積堵塞催化劑。在工字鋼梁兩側(cè)加裝鋼板消除易積灰空間。目前5、6號爐已經(jīng)進行了改造，3、4號機組C修期間進行。

3.3 消除煙氣中的顆粒狀焦粒堵塞催化劑的措施

為有效地清除顆粒狀焦粒，建議在省煤器出口設置金屬絲網(wǎng)攔截，并配置蒸汽吹灰器，定期進行吹灰，以防止金屬絲網(wǎng)堵塞；另外建議在省煤器至脫硝入口煙道處加裝灰斗，使大顆粒的焦粒落入灰斗。

3.4 增加聲波吹灰器并加強維護

3、4號機組每層催化劑只安裝3個聲波吹灰器，催化劑有一個角沒有布置聲波除灰器，存在吹灰死角，在檢修期間加裝一個；加強聲波吹灰器的維護，將聲波吹灰器列入定修項目，定期進行檢修維護。

3.5 催化劑超過使用壽命的處理

本次3、4號爐脫硝催化劑孔內(nèi)堵塞的灰沒有完全清除，隨著運行時間的增加，堵灰還會加劇，建議利用C修機會對催化劑再生，徹底清除催化劑孔內(nèi)的積灰恢復催化劑活性，另外建議3、4號爐再增加一層催化劑。

3.6 布置催化劑吸灰或壓縮空氣吹灰管路

在脫硝催化劑上方加裝吸灰或壓縮空氣吹灰裝置，當催化劑輕微積灰時可以停止脫硝噴氨，打開脫硝系統(tǒng)檢查孔進行人工吸灰或吹灰。4號機組曾在運行中打開檢查孔進行催化劑上部吹灰，但由于大顆粒的焦粒無法清除，只能清除細灰，大顆粒和板結(jié)的灰不能通過催化劑孔，只能采取吸出的方式清除。

4 結(jié)語

本公司脫硝系統(tǒng)投入運行20 000h左右，脫硝催化劑均發(fā)生堵灰現(xiàn)象，影響機組的安全經(jīng)濟運行，通過機組調(diào)停對催化劑堵灰進行了清除，但由于停機時間短，防止脫硝系統(tǒng)堵塞的設備治理工作未實施，目前催化劑堵灰的原因及采取的治理措施已基本明確，待機組檢修期間進行脫硝系統(tǒng)優(yōu)化、治理。春節(jié)調(diào)停催化劑清灰后，差壓基本恢復正常，脫硝效率、噴氨量、氨逃逸在正常范圍。公司還制定了防止脫硝催化劑堵塞的技術措施，及時監(jiān)督跟蹤催化劑差壓變化趨勢，控制噴氨量，增加聲波吹灰器頻次來防止和減輕催化劑堵塞的發(fā)生。

［1］湯璐，程勇，趙國躍.神華煤在非設計煤種鍋爐上的燃用技術［A］.全國火電100MW級機組技術協(xié)作會第四屆年會論文集［C］，2006