摘要：由于机组低负荷运行时，SCR烟气脱硝系统的入口烟气温度低于最低喷氨温度，造成SCR烟气脱硝系统无法正常运行。因此，我公司在烟气脱硝改造时设置省煤器烟气旁路。在日常低负荷工况下，省煤器烟气旁路为SCR脱硝系统催化剂提供最佳的工作温度，取得了良好的效益。

关键词：省煤器;烟气旁路;SCR;低负荷;硫酸氢铵

1.概述

因SCR催化剂一般为TiO2+V2O5，其工作温度范围为310～400℃，最佳反应温度约为370℃，最低工作温度约为300℃。脱硝系统入口烟温对SCR催化剂有较大影响，脱硝入口烟气温度较低时，一是催化剂活性会降低;另外，还原剂氨与烟气中的SO3反应生成的硫酸氢铵会沉积在催化剂上，进一步降低催化剂的活性，甚至造成催化剂不可逆的活性降低;而且，硫酸氢铵在温度低于147～204℃时会液化成粘性极强的胶状，与灰结合粘结在空预器传热元件上，造成堵塞和腐蚀。

在锅炉低负荷时，SCR烟气脱硝系统的入口烟气温度低于最低喷氨温度。如果此时喷氨，会造成脱硝效率降低，氨逃逸升高，甚至会造成催化剂中毒等后果。在此种情况下，传统的做法为：在锅炉低负荷时入口烟气温度低于喷氨温度时，停止喷氨。但是，面对国家越来越严格的环保要求，此种做法已经无法满足环保要求，只适用于短时间的锅炉低负荷，如长时间处于低负荷的情况，此种方法则不适用。

2.本工程的实际状况

根据锅炉厂原设计的热力计算表数据，本工程机组在不同负荷下省煤器出口烟温设计值分别为：262℃（40%THA）、308℃（75%THA）、333℃（THA）、336℃（TRL）和342℃（100%BMCR）。机组日常运行负荷范围约为150～300MW，根据改造前摸底性能试验发现，在不同负荷下省煤器出口烟温实际测量值分别为：288℃（160MW）、311.4℃（225MW）、340℃（300MW）。机组在低负荷时省煤器出口烟温低于SCR催化剂能适应的运行温度310～400℃，无法满足SCR脱硝催化剂的运行要求。脱硝系统入口烟气参数见下表。

根据上表看出，必须采取可靠措施有效提高锅炉低负荷时的SCR烟气脱硝系统入口烟气温度，使其不低于最低喷氨温度，方可使进入SCR反应器的烟气达到或高于最低喷氨温度310℃，达到保护催化剂和空预器的目的。根据本工程的实际运行情况，选择增加省煤器旁路，在低负荷时通过旁路调整来保证脱硝入口烟气温度高于脱硝运行最低工作温度，是最切实可行的方案。可以有效地控制硫酸铵盐沉积在催化剂和空预器传热元件表面，保证脱硝催化剂和空预器传热元件的清洁，防止短期失效和堵塞。

3.省煤器旁路的运行原理：

加装省煤器旁路就是从省煤器前引出一路高温烟气，与省煤器出口较低温度烟气混合，使进入SCR反应器的烟气达到或高于最低喷氨温度，达到保护催化剂的目的，同时保证对下游设备造成的影响降到最低。

省煤器高温旁路煙道接口位置：进口位于省煤器上部的锅炉烟道后包墙;出口位置反应器进口烟道喷氨格栅前的倾斜烟道段。组成部分：每个旁路烟道上设有1个非金属膨胀节、各1组电动调节挡板和电动隔离挡板门。

在省煤器旁路与省煤器出口主烟道各设置一个可调的烟气挡板。测量省煤器进出口烟温，来调节通过省煤器旁路与省煤器出口烟道的烟气量，以混合后烟气温度达到喷氨温度为准。

4.运行控制注意事项：

1）正常运行中脱硝装置入口温度高于310℃，保证省煤器旁路挡板处于严密关闭状态，防止泄漏引起脱硝入口烟气超温。在脱硝装置入口温度低于310℃时，调节省煤器旁路挡板开度调温，保证该温度在310℃以上运行。在机组启动初期锅炉点火后或机组滑压停机前，可通过调节省煤器挡板开度快速提高脱硝和空预器入口烟温。

2）旁路开启后需注意锅炉汽温的变化并及时进行调整。

3）旁路挡板的调整需与低温省煤器的调整配合进行，保证高烟温的热量回收。

1、省煤器旁路的优缺点：

1）优点：

使低负荷时也能实现脱硝装置正常投入运行，使脱硝装置对锅炉的负荷适用范围更广泛，可以实现全工况投运脱硝系统。

2）缺点：

从钢结构上看，加装省煤器旁路需要对锅炉本体的钢结构做移位和取消斜拉撑后的局部补强等较大改动，必须要原锅炉厂做钢结构核算。

从受热面结构上看，改造工程在加装省煤器旁路时，需要对省煤器整体下移，改造工程量增大，需重点关注焊接质量。

从运行上看，在低负荷时省煤器旁路投入运行时，理论上经过省煤器的烟气量变少，汽包来水温度将有一定程度的下降，但是经过实际运行证明，此部分影响极为微小，基本不造成影响。

在低负荷时，经过省煤器旁路的烟气不参与省煤器的换热，必然造成锅炉排烟温度升高，但升高幅度达不到高负荷时段的排烟温度，仍在合理范围内。

主烟道原设计有5个叶片的风门挡板，用于联合省煤器旁路烟道调节门一起调节SCR入口烟温，后检查发现下部3个叶片磨损严重，并询问运行人员此门没有实际开启过，仅开启省煤器旁路烟道调节门即可实现SCR入口烟温达到最低喷氨温度。经改造厂家核算后，保留风门挡板的上部2个叶片即可满足配合省煤器旁路烟道调节门调节SCR入口烟温的作用，对此调节门进行了优化，将下部3个磨损严重的叶片彻底割除，不再恢复，并在一定程度上降低烟道阻力。

2、改造效果：

1）脱硝改造后的脱硝效率测试结果见表7-1，可以看出：在低负荷工况（180MW）下SCR脱硝效率仍能达到84%以上，入口烟气温度可以达到310℃以上。

4.结论

省煤器烟气旁路的改造，使低负荷时也能实现脱硝装置正常投入运行，使脱硝装置对锅炉的负荷适用范围更广泛，可以实现全工况投运脱硝系统，对于维持SCR系统脱硝效率有着很好的作用，在脱硝改造工程中具有较高的推广价值。

参考文献

[1]朱崇兵，等. SO2 氧化对SCR 法烟气脱硝的影响[J].锅炉技术

[2]朱崇兵，等. V2O5-WO3/TiO2 烟气脱硝催化剂的载体选择[J]. 中国电机工程学报

[3]陈慧雁，等. W 火焰 600 MW 超临界锅炉中SCR脱硝岛的设计要求[J].电力环境保护

[4]华润东北电力工程有限公司《锅炉烟气脱硝装置性能试验报告》

作者简介：高鹏 男，河南驻马店，助理工程师，火电厂脱硫脱硝技术管理