摘要：本文就某电厂脱硝调试现场遇到技术问题，经过认真分析研究并提出相应的解决办法。供氨调门线性不好、脱硝出口氨逃逸监测不准、稀释风机主被连锁不能实现、氨区氨泄漏点较多等重要问题，利用机组停炉时间尽快整改，从而保证脱硝系统安全稳定运行。
氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一，其中燃煤电站排放氮氧化物主要为NO和NO2。氮氧化物不仅刺激人的呼吸系统，损害动植物，破坏臭氧层，也是形成光化学烟雾和酸雨的主要物质之一。世界各地对NOX的排放限制要求都趋于严格，而火电厂作为NOx气体排放的主要来源之一，其减排更是受到格外的重视。被称为“史上最严”的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)于2011年7月29日发布，2014年7月1日火力发电锅炉及燃气轮机组全部执行。
目前国内外电站锅炉控制技术主要有两种：一种是控制生成，主要是在燃烧过程中通过各种技术手段改变煤的燃烧条件，从而减少NOX的生成量，即各种低氮燃烧技术;二是生成后的转化，主要是将已经生成的NOX通过技术手段从烟气中脱除掉，如选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)[1]。
某电厂2×350MW热电联产机组工程亚临界煤粉锅炉配套的脱硝装置。采用选择性催化还原法(SCR)。本文就现场调试遇到的技术问题进行分析研究，指出需要注意的若干关键问题，并提出相应的解决办法。
1机组状况
锅炉为某公司生产的DG1239/17.4-Ⅱ6锅炉，亚临界、单汽包自然循环、一次中间再热、四角切向燃烧、固态排渣、全钢架悬吊结构、紧身封闭煤粉锅炉。
汽轮机为某公司型号CZK350-16.7/538/538，亚临界、一次中间再热、高中合缸、单轴双排气、直接空冷抽气式汽轮机。
发电机的冷却方式为定子绕组直接水冷却、铁心和转子氢冷却。
2脱硝工艺及设备
本工程同步上脱硝装置，采用选择性催化还原法(SCR)。脱硝装置采用2+1布置方式，脱硝效率不小于80%。在燃用设计煤种及校核煤种、锅炉最大连续出力工况(BMCR)、处理100%烟气量，SCR装置出口NOX不高于70mg/Nm3。催化剂型式为蜂窝式催化剂。脱硝剂为液氨。
SCR是一种以NH3作为还原剂将烟道中的NOX分解成无害的N2和H2O的脱硝方法。反应的基本原理是：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
氨是通过氨喷射器注入到烟道与烟气混合，然后进入反应器!通过催化剂层，与NOX发生反应。SCR系统设备安装在锅炉省煤器出口至空预器入口的烟道之间，通过上述反应降低烟气中NOX的浓度。
SCR反应器设备主要包括反应器壳体、催化剂、壳体内部所包含的支撑结构、烟气整流装置、密封装置等。
吹灰系统包括蒸汽吹灰系统(每层3台，共24台)。蒸汽吹灰系统(含初装层和预留层)所有设备包括蒸汽吹灰部件、相关阀门、蒸汽及疏水管路系统、就地控制设备(含动力柜)等。吹灰蒸汽接口汽源压力0.423～1.610MPa，温度为362℃～404℃。
氨喷射系统设备主要包括稀释风机、氨–空气混合器、喷氨格栅、滤网、管道和阀门等。喷射系统设置流量调节阀，能根据烟气不同的工况进行调节。每台锅炉布置2套氨喷射系统，为保证氨气和烟气混合均匀，喷射系统采用耙式布置。
液氨的供应由液氨槽车运送，利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入储氨罐内，依靠压差和重力流将储槽中的液氨输送到液氨蒸发槽内蒸发为氨气，经氨气缓冲槽控制压力及流量，然后与稀释空气在混合器中混合均匀，再送达脱硝装置。氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀释槽中，经水的吸收排入废水池，再经由废水泵送至废水处理厂处理。
SCR的主要设计参数见表1所示。
3调试中发现问题
3.1供氨问题
供氨气动调节阀定位器线性不好，机组负荷低时供氨系统无法投加自动。
该脱硝系统采用两套模拟量控制系统，分别位A、B侧气态氨流量调节系统，通过反馈控制提供氨量，保持出口NOX达标或是在设计值范围内。进口NOX浓度和烟气量的乘积为NOX流量信号，然后此信号与设计的氨氮摩尔比相乘得到氨耗量信号。根据脱硝反应方程式，1molNH3与1molNOX进行反应，假定所有氨参与反应，氨氮比为0.8时。氨喷射量Q的计算公式为
Q=Qg×CNOX×0.8×22.4/MNOX
式中：Qg为脱硝入口烟气量，m3/h;CNOX为NOX浓度，mg/m3;MNOX为NOX摩尔质量。
通过控制氨流量调节阀的开度，调整供氨量的多少。从而保证脱硝系统出口NOX浓度达标或是达到设计值要求。
机组负荷低或是入口NOX浓度波动时，供氨气动调节阀定位器线性不好，波动大，供氨系统无法投加自动。具体情况见图1所示。
从图1可以看出供氨调节阀自动控制性能不好，无法投加自动，只能进行手动微调来保证良好的脱硝效率。
采取的应对措施:
(1)检查气动调节阀仪用气源压力，是否符合设计要求;检查反馈杆是否松脱。由于阀门定位器为机械式力平衡式，其可动部件较多，容易受温度振动的影响，造成反馈杆松脱。
[pagebreak](2)重新调整调节阀定位器，提高低开度时的线性;阀门定位器零位漂移大。因阀门定位器采用力的平衡原理，弹簧的弹性系数在恶劣现场下发生改变，造成阀门定位器的零点漂移，导致零位变化大，使放大器输出不稳定，造成调节质量下降或无法调节。
(3)在机组低负荷情况下，供氨系统改为手动，减少喷氨量;当机组负荷过低，烟气温度低于低值时，关闭调节阀和关断阀，退出脱硝系统;
(4)必要时更换线性好的气动调节阀。
3.2逃逸率问题
3.2.1氨气逃逸率为零可能的原因分析
(1)脱硝控制问题，喷入氨气量过小;
(2)氨气分析仪测量不准。
氨逃逸在线仪监测原理：利用激光的单色性以及对特定气体的吸收特性进行分析。一般设计成探头型的结构，直接安装在烟道上。一般发射接收(R/S)单元安装在烟道一侧(对角安装原位式)或两侧，激光通过发射端窗口进入烟道，被接收端反射或接收后，进入分析仪。发射光通过烟气时对NH3的吸收信息保留在光信号中，即形成吸收光谱，通过对吸收光谱的分析最终得到NH3的浓度信号。
氨气分析仪测安装位置不合理，单点测量而且为烟道一角处安装，监测的氨没有代表性。图2中红线圈住为氨逃逸检测仪。
3.2.2采取的应对措施
(1)当机组满负荷，脱硝效率为85%、87%时，氨氮摩尔比远大于0.818，根据情况，氨逃逸不应该为零。建议校准氨气分析仪。
(2)重新调整注氨格栅的流量节流阀，确保每层注氨格栅的每个支路流量均匀，使氨与烟气均匀混合;
(3)改造氨逃逸监测系统，如改为多点监测或把氨气分析仪安装在具有代表性的位置、代表性的点。
3.3稀释风机问题
稀释风机A、B出口阀门均为手动阀门，不能实现互为备用。该情况下当投运风机故障时备用风机不能及时启动，而导致脱硝系统退出。无法保证脱硝系统的投运率。
采取的应对措施：
(1)将稀释风机A、B出口一次阀门改为电动阀门，与相应的稀释风机连锁。
(2)将稀释风机A、B出口加装止回阀，一次阀门全开，实现风机主备连锁。保证脱硝系统安全稳定运行。
3.4氨区氨气泄露问题
3.4.1预防措施
(1)在调试过程中采取一切措施防止氨气的泄漏;
(2)工作人员处理氨气泄漏问题时需穿戴好个人保护用品，不参加泄漏问题处理的无关人员必须远离氨气泄漏的地方，而且必须在站在上风方向;
(3)值班人员要利用便携式氨气监测仪对系统周围进行检测，确保系统无泄漏。
3.4.2氨区氨泄漏点
当液氨进入氨区时，压缩机区、液氨蒸发器区、液氨泵区氨气泄漏报警仪频繁报警，用便携式氨气泄漏报警仪和肥皂水逐一开始排查漏点，先后查出氨气缓冲罐进口、排污口、顶部泄压口的法兰均有微露现象;蒸发器液氨进口、气氨出口法兰及阀门泄漏;液氨泵进口限流阀、出口排污阀、出口手动阀门均微露;压缩机四通阀、气液分离器排污阀、进出口阀均有泄漏现象。
3.4.3出现氨气泄漏事故时采取的处理措施
(1)及时通知本企业相关部门和领导，管理、维修、应急抢险等相关人员立刻到厂处置，同时撤离受影响区域的所有无关人员;
(2)启动本企业应急救援预案;
(3)扑灭氨设备周围的所有的烟、明火和火花，及时清理所有可能燃烧的物品及阻碍通风的障碍物，保持泄漏区域内通风畅通;
(4)立即组织人员隔离所有泄漏设备及系统;
(5)立即启动现场的水喷淋系统来控制泄漏的氨气，为防止吸收氨气后的水造成二次污染，须将废水送入工业废水车间处理。
4结论
本文针对某电厂SCR脱硝系统现场调试中遇到的技术问题，进行了研究、处理。主要结论如下：
(1)供氨不能实现自动的问题。供氨阀门线性不好导致供氨系统无法投加自动控制。就此问题建议尽快检修或重新调试此气动调节阀。必要时进行更换，否则增加运行人员的工作量，而且容易导致调整不及时等问题出现。
(2)脱硝系统投运时氨逃逸为零问题。该数值不能真实的反应脱硝系统出口氨逃逸情况，如果氨逃逸过大，长时间运行，会形成具有粘性的硫酸氢铵，堵塞空预器。因此建议尽快对氨逃逸在线表计进行校准;减少氨投加量达标即可。保证下游设备安全稳定运行。
(3)稀释风机不能实现主备连锁问题。建议加装电动阀门或是止回阀等，保证稀释风机正常运行，保证脱硝系统正常投运。
(4)氨区氨气泄漏问题。氨区打压试验正常，当各管道、阀门、压缩机进入液氨、气氨并动作或启动时发现一些露点，而导致氨区制氨中断，重新检查气密性。建议打压试验时所有的管路、阀门及设备能动作的尽量动作，并且认真的用肥皂水做喷壶试验。
