高井熱電廠 SCR脫硝工程
摘要 :介紹了高井熱電廠 SCR脫硝工藝流程,針對電廠 SCR法脫硝系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)進(jìn)行了現(xiàn)場檢測,并對檢測結(jié)果進(jìn)行分析,為 SCR脫硝系統(tǒng)的竣工驗(yàn)收提供參考。
關(guān)鍵詞 : SCR,性能檢測,脫硝效率
1 高井熱電廠 SCR脫硝工程簡介
1 . 1 概況
大唐國際發(fā)電股份有限公司北京高井熱電廠始建于1959年 ,總裝機(jī)容量 600MW。1、2號(hào) 100MW汽輪發(fā)電機(jī)組 ,配 1～4號(hào) 220 t /h高溫高壓煤粉鍋爐 ,兩爐一機(jī); 3～6號(hào) 100MW汽輪發(fā)電機(jī)組 ,分別配 5～8號(hào) 410、 430 t /h高溫高壓煤粉鍋爐 ,其中 1～6號(hào)機(jī)組為供熱機(jī)組。
由于北京市的煙氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)日趨提高，要求 NOx排放質(zhì)量濃度在 200mg/m3(標(biāo)干 6%O2)以下。為此 ,從 2006年 9月開始 ,分別由北京國電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司和遼寧科林環(huán)保工程有限責(zé)任公司對高井熱電廠 1～8號(hào)爐進(jìn)行煙氣脫硝系統(tǒng)建設(shè)。工程采用選擇性催化還原 (SCR)脫硝工藝,要求在設(shè)計(jì)煤種及校核煤種、鍋爐最大工況(BM2CR)、 處理 100%煙氣量條件下脫硝效率不低于80% (遠(yuǎn)期不低于 90% )。
高井熱電廠煙氣脫硝工程從 2006年 9月起開始設(shè)計(jì)、施工 ,至 2008年 2月 , 1～5號(hào)爐和 7號(hào)爐均完成了168 h試驗(yàn) , 2008年 3月順利完成了 6、8號(hào)爐 168 h試驗(yàn)。
1 . 2 SCR系統(tǒng)工藝流程
來自鍋爐的煙氣流經(jīng)高、低溫省煤器 ,在尾部煙道中與噴入的氨充分混合 ,然后進(jìn)入 SCR反應(yīng)器,在催化劑的作用下與NOx 反應(yīng)完成脫硝過程。脫硝后的煙氣經(jīng)由回轉(zhuǎn)式空預(yù)器進(jìn)入布袋除塵器除塵后從煙囪排放。SCR系統(tǒng)工藝流程見圖1。
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圖 1 高井熱電廠 SCR脫硝系統(tǒng)工藝流程 |
高井熱電廠煙氣脫硝系統(tǒng)按照每臺(tái)爐配 2個(gè)反應(yīng)器 ,反應(yīng)器內(nèi)催化劑層 2層運(yùn)行、1層預(yù)留設(shè)計(jì)。催化劑總使用壽命 10a (按年運(yùn)行大于 7 500 h計(jì) )。脫硝劑采用純度為 99 . 5%的液氨 (純氨)。
2 SCR脫硝系統(tǒng)性能檢測
2 . 1 檢測方法
(1) NOx 檢測。NO、NO2、 O2 用 NGA 2000 (德國 )分析器進(jìn)行采樣 , NO采用紅外分析法,檢測范圍 0～3 347mg/m3,最低檢測限為 3 . 3mg/m3; NO2采用紫外分析法 ,檢測范圍 0～1 025mg/m3, 最低檢測限為 1 . 0mg/m3; O2采用順磁分析法 ,檢測范圍為0～100%,最低檢測限為 0 . 05%。
(2)氨逃逸量檢測。SCR系統(tǒng)出口氨的質(zhì)量濃度檢測采用次氯酸鈉 — 水楊酸分光光度法分析 ,即用 TH - 880IV型微電腦煙塵平行采樣儀進(jìn)行等速(氣體流量取 6L /min)采樣 ,再用 722型分光光度計(jì)分析 ,本方法的測定范圍為 0 . 008～110mg/m3,最低檢出濃度 0 . 008mg/m3。
(3) SO2 /SO3 轉(zhuǎn)化率檢測。S O2 用 NG A 2000 (德國 )分析器連續(xù)采樣 ,然后采用紫外法檢測其濃度 ,儀器檢測范圍為 0～7 150mg/m3 , 最低檢測限為 3 . 7mg/m3 。
2 . 2 檢測結(jié)果與討論
2.2.1 SCR系統(tǒng)脫硝效率
高井熱電廠 1～8號(hào)爐原煙氣的 NOx 濃度和 SCR系統(tǒng)脫硝效率檢測結(jié)果見圖 2。本文 NOx 、 SO2、 氨的質(zhì)量濃度值均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)干煙氣、 氧分為6%狀態(tài)下的數(shù)值。
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圖2 原煙氣 NOx質(zhì)量濃度與脫硝效率的關(guān)系 |
從圖 2可以看出 , 1～4號(hào)爐原煙氣 NOx質(zhì)量濃度在 492 . 2mg/m3 ～793 . 4mg/m3 之間 , SCR系統(tǒng)脫硝效率為 80 . 6%～83 . 6%。5、 6號(hào)爐原煙氣 NOx質(zhì)量濃度在 546 . 2mg/m3 ～822 . 9mg/m3 之間 , SCR系統(tǒng)脫硝效率為 80 . 0% ～84 . 7%。7、 8號(hào)爐原煙氣 NOx質(zhì)量濃度在 647 . 9mg/m3 ～893 . 5mg/m3 之間, 脫硝效率為 81 . 2%～84 . 3%。該電廠 1～8號(hào)爐的原煙氣 NOx質(zhì)量濃度設(shè)計(jì)值為 500mg/m3 ,而檢測期間原煙氣 NOx 質(zhì)量濃度值基本上都超過了設(shè)計(jì)值。測試結(jié)果表明 , 1～8號(hào)爐的 SCR系統(tǒng)在不同運(yùn)行工況和燃用不同煤種的情況下 ,其脫硝效率均達(dá)到并超過設(shè)計(jì)要求。
2.2.2 脫硝系統(tǒng) SO2 /SO3轉(zhuǎn)化率
在不同工況和燃用不同煤種的情況下 ,檢測脫硝系統(tǒng)進(jìn)、 出口 SO2 濃度 ,再以此計(jì)算出 SO2 /SO3 轉(zhuǎn)化率 , 1～8號(hào)爐脫硝系統(tǒng)檢測結(jié)果見表 1。
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從表 1可見 , 1～4號(hào)爐脫硝系統(tǒng)入口 SO2質(zhì)量濃度在 1 048 . 0～3 474 . 0mg/m3 之間 , S O2 /SO3轉(zhuǎn)化率為 0 . 78%～0 . 97%。5、 6號(hào)爐脫硝系統(tǒng)入口 SO2 質(zhì)量濃度在 2 228 . 1～4 406 . 2mg/m3 之間 , SO2 /SO3 轉(zhuǎn)化率為 0 . 66% ～0 . 91%。7、 8爐 SCR脫硝系統(tǒng)入口 S O2 質(zhì)量濃度在 1 681 . 7～3 366 . 0mg/m3 之間 , SO2 /SO3轉(zhuǎn)化率為 0 . 77%～0 . 94%。此結(jié)果表明 , 1～8號(hào)爐 SCR脫硝系統(tǒng)的 SO2 /SO3轉(zhuǎn)化率均不超過 1% ,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
2.2.3 脫硝系統(tǒng)氨逃逸量
催化劑的壽命決定了脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行成本。隨著催化劑活性的降低 ,氨的逃逸量也在逐漸增加 ,當(dāng)氨的逃逸量超出允許值時(shí)就必須要更換催化劑。所以 ,系統(tǒng)運(yùn)行中一定要檢測氨的排放量。高井熱電廠 1～8號(hào)爐 SCR脫硝系統(tǒng)氨逃逸量檢測結(jié)果詳見表 2 (表中煙氣量為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)值 )。
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從表 2可見 , 1～8號(hào)爐 SCR脫硝系統(tǒng)出口氨的質(zhì)量濃度最高為 2 . 701mg/m3 ,最低 0 . 020mg/m3 。
在同 1臺(tái)爐不同運(yùn)行工況下 , SCR系統(tǒng)出口氨濃度并不隨機(jī)組負(fù)荷的下降而降低。而在相同的運(yùn)行工況下 , 不同鍋爐脫硝系統(tǒng)出口氨濃度與機(jī)組負(fù)荷無關(guān)。所以 ,在脫硝效率滿足設(shè)計(jì)要求的情況下 ,只要控制系統(tǒng)噴氨量 , SCR系統(tǒng)出口的氨逃逸量就可以控制在比較低的水平。
3 結(jié)語
在原煙氣 NOx (6%O2 )濃度大于設(shè)計(jì)值的情況下 ,大唐國際發(fā)電股份有限公司北京高井熱電廠 1 ～8號(hào)爐 SCR系統(tǒng)脫硝效率、 SO2 /SO3轉(zhuǎn)化率、 氨逃逸量均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。控制系統(tǒng)的噴氨量 ,不僅可以將 SCR系統(tǒng)出口氨濃度控制在比較低的水平, 還可抑制系統(tǒng)產(chǎn)生硫酸銨 ,相應(yīng)地延長了催化劑的使用壽命 ,降低了系統(tǒng)的運(yùn)行成本。
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