黔北電廠脫硝催化劑頻繁堵塞和損壞的原因分析57

1、黔北電廠脫硝催化劑頻繁堵塞和損壞的原因分析摘要：黔北發(fā)電廠300MW機(jī)組煙氣脫硝工程，采用選擇性觸媒脫硝（SCR）工 藝，外加還原劑（氨氣）將煙氣中的氮氧化物還原為氮?dú)夂退?。其中催化劑是還 原反應(yīng)中的核心部分，受煙氣成分、流場、運(yùn)行方式等影響，催化劑大面積堵塞 損壞嚴(yán)重，嚴(yán)重影響脫硝效率。本文從催化劑堵塞損壞機(jī)理進(jìn)行分析，提出相應(yīng) 治理措施以延長催化劑使用壽命，提高脫硝效率。關(guān)鍵詞：催化劑；氮氧化物；效率1刖言#1爐是黔北電廠首臺(tái)脫硝改造的機(jī)組，于2013年9月投入脫硝系統(tǒng)運(yùn)行， 2014年3月停爐檢查發(fā)現(xiàn)催化劑存在大面積積灰堵塞，碎裂甚至坍塌.2014年相 繼完成#2、3、4爐脫硝改造，20

2、15年停爐檢查發(fā)現(xiàn)，鍋爐催化劑均存在大面積 堵塞、碎裂甚至坍塌現(xiàn)象。嚴(yán)重威脅電廠機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，分析催化劑堵塞、 損壞原因，找到催化劑治理方法已刻不容緩。2機(jī)組現(xiàn)狀黔北發(fā)電廠（4x300MW）機(jī)組#1、#2鍋爐系北京巴布科克威爾科克公司生 產(chǎn)的“W”形火焰爐，#3、#4鍋爐系東方鍋爐（集團(tuán)）股份有限公司生產(chǎn)的“W”形 火焰爐。為配合脫銷改造，四臺(tái)爐均進(jìn)行低氮燃燒器改造，增加了燃盡風(fēng)。設(shè)計(jì) 校核煤種均為金沙無煙煤。3催化劑堵塞損壞狀況脫銷項(xiàng)目改造完成投運(yùn)半年后，停爐檢查發(fā)現(xiàn)，三臺(tái)機(jī)組催化劑大面積堵塞， 表面均出現(xiàn)大面積積灰，催化劑底部積了大量灰團(tuán)，三分之一催化劑不同程度損 壞。4目刖催化劑缺陷

3、處理措施第一次發(fā)現(xiàn)催化劑堵塞時(shí)，電廠按照遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保公司提供的維護(hù)規(guī)程所示，采 用特制的吸塵器進(jìn)行疏通，但由于催化劑小孔內(nèi)的積灰已板結(jié)，吸塵器無法將孔 內(nèi)積灰吸出，無奈情況下只能采用鐵釬進(jìn)行疏通。對(duì)于磨損嚴(yán)重、坍塌斷裂的催 化劑只能進(jìn)行更換。5催化劑堵塞原因分析催化劑損壞的根本原因就是催化劑堵塞。催化劑堵塞后造成堵塞區(qū)域的煙氣 只能通過沒有堵塞的催化劑區(qū)域，導(dǎo)致煙氣的線速度加快，靠近堵塞區(qū)域附近的 催化劑的磨損是正常磨損率的2-3倍。最終導(dǎo)致局部催化劑大量的損壞、坍塌。5.1大顆粒積灰通過在線灰分取樣檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，灰分主要分布于20180m范圍內(nèi)且較為均勻。 停爐后進(jìn)入脫硝反應(yīng)器內(nèi)檢查發(fā)現(xiàn)催化劑上表面

4、無爆米花灰，銹皮等雜物；催化 劑上表面設(shè)置了篩網(wǎng)，篩網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)少量塊灰，篩網(wǎng)在催化劑上表面起了隔離作用， 少量的塊灰無法進(jìn)入催化劑通道造成堵塞，不存在大顆粒灰等雜物堵塞催化劑的 情況。5.2流場布置黔北電廠#3、#4爐所用煤種，催化劑選型及反應(yīng)器設(shè)計(jì)等均相同，不同的是， #3爐未進(jìn)行低氮燃燒器改造，沒有增加燃盡風(fēng)和減少屏式過熱器面積，投運(yùn)半年 后，從現(xiàn)場對(duì)比看，#3爐并未出現(xiàn)大量堵灰現(xiàn)象，可以排除灰量大、催化劑孔徑 選型不當(dāng)、氣流分布不均等原因。5.3蒸汽吹灰脫硝催化劑吹灰蒸汽參數(shù)：蒸汽運(yùn)行壓力0.81.3MPa蒸汽運(yùn)行溫度220250C蒸汽吹灰次數(shù)2次/天催化劑設(shè)計(jì)蒸汽吹灰壓力1.5MPa，但

5、實(shí)測(cè)現(xiàn)場蒸汽吹灰的啟動(dòng)壓力為2.6 MPa，在此壓力下吹灰，吹灰器噴嘴出口蒸汽壓力、流量、流速均過大，極容易 造成催化劑硬化端的吹損。5.4聲波吹灰停爐后脫硝反應(yīng)器內(nèi)部檢查發(fā)現(xiàn)，靠近聲波吹灰器近的區(qū)域催化劑堵塞量面 積較小，遠(yuǎn)離聲波吹灰器的催化劑堵塞面積較大。由此判定聲波吹灰器的布置方 式對(duì)催化劑的堵塞情況有著密切的影響。5.5煙氣成分煙氣中NH3和SO3濃度的乘積是影響硫酸氫銨形成的一個(gè)重要因素，根據(jù)脫 硝運(yùn)行數(shù)據(jù)中的脫硝入口 SO3濃度，算得上層催化劑入口 NH3和SO3濃度的乘 積為11549.26，查得硫酸氫銨露點(diǎn)溫度約為245C。脫硝正常運(yùn)行時(shí)，煙溫245C的硫酸氫銨露點(diǎn)溫度。硫酸氫

6、銨以氣態(tài)形式存 在，對(duì)脫硝系統(tǒng)無影響。當(dāng)蒸汽吹灰運(yùn)行時(shí)，如果蒸汽溫度低于220C，蒸汽與 煙氣混合后，溫度低于245C時(shí)，則容易造成硫酸氫銨析出，粘附于灰上，使灰 聚集成團(tuán)。當(dāng)溫度升至316C以上時(shí)，硫酸氫銨氣化升化，灰團(tuán)松散粘連。位于 催化劑上部及孔隙中的灰團(tuán)在蒸汽吹灰時(shí)被打散，隨煙氣帶走。但催化劑底部的 灰團(tuán)，由于蒸汽吹灰無法吹到，灰團(tuán)在一次次的吹灰降溫，硫酸氫銨冷凝、粘連、 氣化的過程中不斷生長擴(kuò)大。減少了催化劑出口的孔隙，使得這些孔隙的煙流速 降低，飛灰慢慢孔道中沉降堆積，直至孔隙堵死、催化劑表面積灰。5.6不恰當(dāng)?shù)拇呋瘎┦柰ǚ绞矫鎸?duì)催化劑堵塞，采用吸塵器無法將積灰吸出，無奈之下通過人

7、工采用鐵釬 從催化劑上方向下將積灰從小孔內(nèi)捅出。采用以上方式進(jìn)行疏通勢(shì)必會(huì)損傷甚至 破壞催化劑，然而堵塞問題不得不處理，反而加劇了催化劑的損壞程度。6減輕催化劑堵塞的幾點(diǎn)建議6.1調(diào)整蒸汽吹灰運(yùn)行方式從催化劑硬化端損壞的情況來看，蒸汽吹灰器吹灰壓力過大，可以通過降低 吹灰蒸汽壓力及減少吹灰頻次來降低催化劑損壞程度。6.2合理利用聲波吹灰器停爐檢查發(fā)現(xiàn)靠近聲波吹灰器的一側(cè)比遠(yuǎn)離吹灰器的一側(cè)積灰較輕。建議在 煙道的兩側(cè)同時(shí)安裝聲波吹灰器，讓聲波吹灰器產(chǎn)生的振動(dòng)能均勻地覆蓋整個(gè)煙 道。6.3增加壓縮空氣儲(chǔ)氣罐壓縮空氣壓力的大小直接決定著聲波吹灰器的吹灰能力，以保證聲波吹灰器 壓縮空氣的壓力。6.4提

8、高冷干機(jī)的可靠性運(yùn)行中經(jīng)過發(fā)生催化劑聲波吹灰器發(fā)聲不正常的現(xiàn)象，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)壓縮空氣 含水比較多，嚴(yán)重影響壓縮空氣品質(zhì)。有必要對(duì)現(xiàn)有冷干機(jī)進(jìn)行改造，以保證壓 縮空氣品質(zhì)。6.5 SCR停爐保養(yǎng)鍋爐熄火停止噴氨后，利用蒸汽吹灰器吹掃催化劑網(wǎng)格板上的浮灰，若需長時(shí)間停爐則應(yīng)做好停爐保溫措施。6.6控制好SCR入口煙溫當(dāng)SCR系統(tǒng)在低于最低連續(xù)運(yùn)行溫度而高于最低噴氨溫度條件下運(yùn)行時(shí)，系 統(tǒng)可能會(huì)產(chǎn)生硫酸氫銨，硫酸氫銨生產(chǎn)易造成催化劑堵塞。因此，應(yīng)控制好SCR 入口煙溫，保證SCR系統(tǒng)在最低運(yùn)行溫度和最高運(yùn)行溫度之間運(yùn)行。7結(jié)束語從#1-4爐催化劑使用情況來看，僅#3爐使用情況良好，不存在催化劑因堵塞 而損害的現(xiàn)象。分析催化劑損害原因，還需進(jìn)一步對(duì)煙氣成分、灰分、催化劑及 運(yùn)行方式進(jìn)行綜合分析，確定導(dǎo)致催化劑堵塞的