（山西省长治市漳泽电力股份有限公司漳泽发电分公司046021）
摘要：目前山西漳泽电力股份有限公司漳泽发电分公司3#炉SCR系统存在入口流场不均匀、喷氨不均匀、喷氨量大、SCR出口测点氮氧化物浓度不一致，氨气逃逸量大导致空预器堵塞使得空预器差压大等问题，影响机组的安全稳定经济运行。本文针对这些情况做了相应的优化改造，并分析了此改造产生的应用情况和经济效益。
关键词：蒸汽锅炉；SCR系统；优化改造
一、#3锅炉脱硝喷氨优化改造的原因
设备概况：漳泽电力发电分公司#3锅炉是原苏联塔干罗格“红色锅炉者”工厂制造的Eп—670—13.8—545KT型（TпE—215/AC型）蒸汽锅炉。该锅炉为单汽包、自然循环、双炉膛、烟气密封式、抽吸力平衡送风、超高压、中间再热、固体排渣、燃煤锅炉。
漳泽发电分公3#炉SCR入口存在流场不均匀、喷氨不均匀、喷氨量大、SCR出口测点氮氧化物浓度与脱硫出口测点氮氧化物浓度偏差大，氨气逃逸量大导致空预器堵塞使得空预器差压大而且涉及环保安全等问题，影响机组的安全稳定经济运行。
为了优化脱硝装置运行效果，减小脱硝装置出口NOx分布偏差，漳泽发电分公司对#3炉脱硝喷氨系统进行了优化改造。
二、改造内容
2.1通过对喷氨母管和喷氨格栅处各分支管的管径进行合理设计，可以均匀喷氨分支管的流量以及同一喷氨支管上各喷嘴的喷氨量，使烟道内各区域氨浓度分布均匀，再配合烟道流场优化，可使各区域NH3/NOx均匀分布，以确保设计要求的脱硝效率并降低氨气逃逸量，缓解空预器堵塞问题。
图1喷氨支管各喷头优化后计算模型和速度分布图
图2SCR反应器入口烟道喷氨14根支管分布图
现有的设计喷氨格栅处各喷氨分支管内以及喷氨支管各个喷头处流量分配不均匀，造成各区域喷氨不均匀，难以保证进入催化剂层时烟气与氨气的均匀性分布。通过对优化模型计算可以看出，对喷氨母管和喷氨格栅处各分支管的管径进行合理设计，可以均匀喷氨分支管的流量以及同一喷氨支管上各喷嘴的喷氨量，使烟道内各区域氨浓度分布均匀，再配合烟道流场优化，可使各区域NH3/NOx均匀分布，从而保证脱硝反应器出口截面上NOx尽可能保持均匀，减少测量数值偏差，降低氨气逃逸量，缓解空预器堵塞问题。
2.2在SCR入口烟道内的喷氨格栅（AIG）上方加装静态混合器（如下图），使NH3与烟气中的NOX充分混合。
加装静态混合器后，烟气流经混合器后，其流线明显互相交叉，烟道内的NOx/NH3混合得到明显改善。在混合器后1.5米左右（截面2），烟道水平截面上的速度场重新趋于均匀，静态混合器基本不改变烟道内的流场。
2.3在脱硝SCR反应器入口整流格栅距入口弯头导流板顺烟气方向2米处，增设二级烟气均流板，均流板分七层均布，与整理格栅平面成17.2度入射角，使烟气在整流格栅入口对烟气进行二次均布，保证催化剂入口烟气均匀性。均流板安装利用烟道原有￠89×5支撑四根做加强筋，将5mm厚钢板拆割3000×300，分七层沿立柱筋上下均布，间距240mm.在原有加强筋与烟道上下壁板连接处加焊10mm钢板，增加均流板（如下图所示）。
本次改造方案主要实现了机组超低排放改造后脱硝系统精准喷氨，提高脱硝效率，为企业节约了生产成本。这一方案对其它同类型电厂有一定借鉴和参考作用。
三、主要技术创新点
3.1根据SCR入口烟气流场合理设计喷氨支管管径，通过热力试验精确控制各支管手动门开度，实每年可节约费用38.5万元，1.1年就可收回成本。在加装烟气静态混合器和烟气二级均流格栅后，避免了催化剂过早冲刷失效，减少催化剂量更换费用22万元，同时减少整流格栅人工清灰人员投入。催化剂入口加装均流板后，SCR反应器进出口压差变小，蒸汽吹灰投运次数比未改造前减少一半，电耗和蒸汽消耗量都由下降，节能效果明显。
3.2在烟道AIG上方加装静态混合器后烟道内的NOx/NH3混合得到明显改善。大力提高了脱硝效率，延长催化剂使用寿命。
3.3过整流格栅前烟气均匀分配，减轻催化剂局部吹损现象。通过整流格栅入口加装二级烟气均流板，减轻了烟气不均对整流格栅的冲刷，延长了整流格栅的使用寿命。
四、应用情况及经济效益
喷氨优化改造后SCR出口NOx甲侧由58.2mg/m3下降为44.5mg/m3，乙侧由78.4mg/m3下降为53.9mg/m3；改造后甲侧喷氨量由60.0kg/h下降至47.9kg/h有所下降，乙侧喷氨量由44.9kg/h下降至37.0kg/h，改造后甲乙两侧喷氨量均有所下降；调整后甲侧脱销效率由90%提高到93%，乙侧脱销效率由85.9%提高到91.7%，调整后脱销效率也均有所提高。改造后甲侧SCR入口浓度偏差在-7.4%-9.6%之间；乙侧SCR入口NOx浓度偏差在-6.0%-5.1%之间，浓度偏差均在±10%之内，均匀性良好，改造效果明显。
参考文献：
[1]SCR脱硝反应塔流场数值模拟研究[J].赵建忠，李宝，赵勇东，黄永刚.应用能源技术.2014（04）
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