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摘要：本文通过对我公司#2锅炉SCR脱硝的氨逃逸原因进行分析，并提出了氨逃逸控制解决思路。通过烟气流场优化改造，降低烟气NOx分布不均情况；改造喷氨装置，实现根据负荷实时调整喷氨量；改进氨逃逸监测系统，确保对氨逃逸的及时监控；优化控制策略，提高喷氨装置的敏感性。
关键词：SCR脱硝；氨逃逸；流场优化
1.概述
我公司#2锅炉SCR脱硝系统采用垂直烟道三层设计，在SCR脱硝前的取样测点安装在省煤器后喷氨格栅前的垂直烟道，单点NOx、O2测量取样探头安装在水平烟道；SCR脱硝出口烟气取样检测点安装在SCR与空预器之间烟道的长直段，烟气取样探头直接插入烟道内长度1350mm。
在运行过程中，因为锅炉机组负荷的波动，氨逃逸指标偏高时有发生，逃逸氨在较低温度下与三氧化硫结合成硫酸氢铵或硫酸铵，并附着在空气预热器表面，由此导致空气预热器换热面堵塞以及引风机电耗的升高，因此，不得不采取高压水冲洗空气预热器，确保机组的安全正常运行。
为此，公司组织相关技术人员进行了专项课题分析，以期通过对机组现有SCR脱硝系统和设备优化改造达到降低氨逃逸目的。
2.氨逃逸率高原因分析
我公司技术人员通过广泛技术搜集，并结合实际运行情况，从以下几个角度对氨逃逸影响进行了分析。
2.1烟气NOx分布不均
由于烟气场存在大量的紊流，SCR脱硝入口烟气流量分布严重不均，并由此导致NOx分布不均匀。喷氨格栅在各喷嘴出口的喷氨流量差异较大，稀释后的氨气在SCR脱硝入口烟道中的二次拌和不理想，致使出现在反应室的氨气浓度存在分布不均现象，浓度高的地方氨逃量会相对增大。
2.2喷氨过量
当SCR脱硝入口NOx浓度超过设计值时，SCR装置会自动加大喷氨量，以期由此实现脱硝，但判断条件太过单一，造成喷入氨气过量，引起氨逃逸量的增加，直接危及炉后设备和系统的安全运行。
2.3监测范围局限性
在烟道及反应室内，烟气和氨气的混合气体中的氨气浓度分布不均匀，烟气取样点分布偏少，取样点经常被烟气粉尘飞灰或硫酸氢铵粘黏，导致烟气取样的数据与实际运行的数据存在偏差，且不能真实反映烟道中烟气流场特性和NOx分布状态。
3.氨逃逸率高的治理
针对上述分析中存在的问题，公司技术人员针对性制定了解决方案，
3.1烟气流场优化
通过与相关科研公司进行联合分析，对现有烟道建立了数学模型，分析烟道内强烈紊流区和低速区，通过数学模拟的方法拟定增设烟气导流板方案，并调整优化布置方式和位置，消除烟道内过大转向角，是烟气在SCR入口的分布更加均匀，烟气与SCR催化剂充分接触。
3.2改进喷氨装置
每台机组设置2套尿素溶液计量装置，能精确的计量和控制稀释水和氨水溶液流量，并将稀释后的尿素溶液输送到分配装置。
每台机组设置2套分配装置，控制每只尿素溶液喷射器组的流量及雾化和冷却空气的压力和流量。
装置中安装有电磁流量计、压力变送器和电动阀等，通过流量计的读数来控制调节阀的开度，从而控制每台机组的喷氨格栅喷入的尿素溶液流量。
根据锅炉负荷、燃料量、反应器入口NOx浓度、脱硝效率、喷氨调门自动跟踪情况及时对喷氨量自动进行干预，防止喷氨调门大幅波动，这样既保证了脱硝效率的稳定，也减少了氨气的使用。
3.3强化系统监测
原有脱硝CEMS和氨逃逸监测设备安装在烟道正中间位置，由于NOx分布不均，中间位置不完全具有代表性。为此在烟道的截面上新增加两个监测点，均布于烟道的截面，更真实的反映烟道内烟气和NOx的分布情况，用采集到的数据指导喷氨控制系统分别调整各区域的喷射量，防止过量喷氨。
3.4优化控制策略
由于脱硝系统存在明显的NOx反应器催化剂反馈滞后和NOx分析仪响应滞后的问题，控制回路中加入负荷波动预喷氨措施，通过搜集机组负荷波动与烟气流量信号的关系，将机组负荷变化信号纳入喷氨装置的超前控制信号，并由此调整喷氨格栅的溶液喷入量，使喷氨量更迅速的与烟气中NOx的变化相匹配。
4.结语
通过合理地布置SCR入口烟道中导流板的位置、优化喷氨格栅装置、增加烟气的监测点，和改进喷氨系统的控制策略，可有效避免脱硝烟道内流场分布不均、局部氨量过剩或较少的现象，降低氨气耗量，延缓空预器堵塞，提高脱硝系统运行的可靠性和经济性。
在具体的实施过程中，可分步骤实施，先增加烟气监测点，优化现有喷氨装置的控制策略，观察氨逃逸控制效果。若上述措施仍无法满足氨逃逸指标，再进行流场优化改造分析，分析方案经论证可行后再行实施。
作者简介：
席磊（1982-），工程师，内蒙古华云新材料有限公司，主要从事电厂环保专业和基建管理。