【课堂】660MW燃煤机组SCR脱硝催化剂磨损及流场优

摘 要：NOx是酸雨的主要组成部分之一，对环境的危害较大，我国对火电厂烟气排放中NOx的排放已严格控制，选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)烟气脱硝技术以其技术成熟、脱硝效率高等特点在燃煤机组中得到广泛的应用。

本文介绍了660MW超超临界燃煤电厂SCR烟气脱硝技术的基本原理和流程，结合运行管理经验，对脱硝系统催化剂磨损原因进行分析，对脱硝系统烟气流场进行数值模拟,对脱硝系统烟气流场进行优化，降低催化剂的局部磨损,减少氨逃逸，反渗透，提高催化剂使用寿命。

关键词：催化剂磨损 流场优化 颗粒场分布

1 电厂概述

该电厂2×660MW锅炉由上海电气集团股份有限公司设计制造，为SG1953/25.40-M95X型超超临界参数变压直流型锅炉、单炉膛四角切圆燃烧、一次中间再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。燃烧设备配中速磨煤机、冷一次风机、正压直吹式制粉系统设计，配6台ZGM113G型中速磨磨煤机，其中5台运行，1台备用。

2 脱硝系统概述

在液氨(或尿素)存储和制备区，液氨通过万向节由槽车进入液氨储罐。卸车时，卸料压缩机抽取液氨储罐内的氨气经加压后进入槽车，槽车内的液氨被压入液氨贮罐。液氨贮罐液位到达高位时自动报警并与进料阀及卸料压缩机电动机联锁，切断进料阀及停止卸料压缩机运转。储罐内的液氨通过出料管由储罐内的压力送至液氨蒸发槽，液氨在蒸发槽内气化，气化后的氨气进入氨气缓冲槽，缓冲槽可以提供稳定压力的氨气,氨气被送往SCR反应器区以供使用。

自氨供应区来的氨气与稀释风机来的空气在氨/空气混合器内充分混合。稀释风机流量按100%负荷时氨量对空气的混合比为5%设计。

氨和空气混合气体进入位于烟道内的氨喷射格栅，软化水，喷入烟道后，通过静态混合器再与烟气充分混合，然后进入SCR反应器，SCR反应器操作温度一般可在320℃～420℃范围内，SCR反应器安装在省煤器与空预器之间。温度测量点位于SCR反应器进口，净水，当烟气温度在320℃～420℃范围以外时，温度信号将自动关闭氨进入氨/空气混合器的快速切断阀。

氨与NOx在反应器内，在催化剂的作用下反应生成N2和H2O，N2和H2O随烟气进入空气预热器，并后通过烟囱排出。在SCR进、出口设置NOx、O2在线分析仪及压力、温度测量仪表，自动调节NH3注入量。

机组每台炉设置2台脱硝反应器，根据脱硝效率和NOx含量，配置催化剂采用2+1布置方式，即初装2层催化剂，预留1层催化剂，当脱硝效率低于设计效率时再加装预留层催化剂，在系统投运后3年加装预留层催化剂。

设计煤种及实测煤种特性

3 脱硝系统催化剂磨损分析

3.1 催化剂磨损检查

许昌龙岗发电有限责任公司#3、4号机组分布于2009年6、12月投产运行，SCR脱硝装置与主机同步建设同步运行，在运行过程中发现脱硝SCR反应器催化剂磨损严重。2013年2月4号机组停机过程中对脱硝反应器催化剂进行检查，发现催化剂磨损严重，磨损情况见现场照片图3-1，A、B侧反应器磨损分析表3-1。

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