摘 要 ：如今各大燃煤電廠(chǎng)大多已經(jīng)建立了自己的脫硝系統(tǒng)，并且已經(jīng)開(kāi)始正常運(yùn)轉(zhuǎn)，然而由于我國(guó)地域遼闊，各大燃煤電廠(chǎng)的煙氣條件不盡相同，造成不能統(tǒng)一進(jìn)行運(yùn)行管理。通過(guò)分析脫硝系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題及產(chǎn)生問(wèn)題的原因，指導(dǎo)運(yùn)行管理人員從問(wèn)題著手，解決電廠(chǎng)中脫硝系統(tǒng)在運(yùn)行中的各種問(wèn)題，從而延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，降低電廠(chǎng)的運(yùn)行成本。

引言

我國(guó)煤炭資源豐富，這意味著在以后相對(duì)較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，火力發(fā)電仍然是我國(guó)電力供應(yīng)的主要方式。火電廠(chǎng)需要燃燒大量的煤炭來(lái)供給熱能來(lái)進(jìn)行發(fā)電，而在這個(gè)燃燒過(guò)程中大量的氮氧化物、硫化物等有毒氣體會(huì)被釋放，這些氣體會(huì)嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。進(jìn)入21世紀(jì)后，污染治理已經(jīng)迫在眉睫，國(guó)家要求燃煤電廠(chǎng)實(shí)行超低排放。大多數(shù)燃煤電廠(chǎng)開(kāi)始使用SCR煙氣脫硝設(shè)備，該技術(shù)可以控制氮氧化合物以降低對(duì)大氣的污染。SCR脫硝技術(shù)的原理較為簡(jiǎn)單，向煙氣噴灑NH3等還原劑，可以使煙氣中的氮氧化物被還原，生成N2和H2O。該技術(shù)的缺點(diǎn)在于，SCR脫硝設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間以后，由于各種原因會(huì)出現(xiàn)催化劑活性下降，脫硝效率降低的情況。因此，分析SCR脫硝設(shè)備效率降低的原因，并針對(duì)這些原因采取有效的措施，對(duì)提高燃煤電廠(chǎng)脫硝效率，減少運(yùn)營(yíng)成本具有十分重要的意義。

脫硝設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)電廠(chǎng)運(yùn)行人員的管理，可以增加催化劑的實(shí)際使用壽命。延長(zhǎng)催化劑使用壽命是一個(gè)系統(tǒng)工程，它需要催化劑生產(chǎn)商及燃煤電廠(chǎng)用戶(hù)從不同的角度優(yōu)化和改進(jìn)脫硝催化劑生產(chǎn)及使用過(guò)程，來(lái)延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，并且確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。文中主要從電廠(chǎng)脫硝運(yùn)行管理方面介紹延長(zhǎng)催化劑使用壽命的問(wèn)題。

1 催化劑的運(yùn)前管理

催化劑的使用壽命一般為兩千多小時(shí)，催化劑廠(chǎng)商必須要在催化劑出廠(chǎng)前進(jìn)行性能檢測(cè)，并結(jié)合煙氣條件等調(diào)整催化劑的配方，以確保催化劑在使用壽命內(nèi)滿(mǎn)足脫硝活性、效率、SO2/SO3轉(zhuǎn)化率等指標(biāo)的要求，來(lái)符合燃煤電廠(chǎng)的使用要求。催化劑廠(chǎng)家應(yīng)根據(jù)電廠(chǎng)的具體情況具體對(duì)待催化劑的設(shè)計(jì)，包括機(jī)組容量、煤質(zhì)成分、煙氣條件等都是需要考慮的情況，以此來(lái)選取合適的催化劑節(jié)距和配方。同時(shí)，足夠的催化劑體積量也是保證催化劑使用壽命的必要條件。

2 催化劑的運(yùn)行管理

正確的運(yùn)行操作方式可以延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，并可保證脫硝系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期運(yùn)行。由于超低排放的技術(shù)才剛開(kāi)始推廣，目前，電廠(chǎng)的煙氣脫硝還處于探索并逐漸增加經(jīng)驗(yàn)的階段。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，煙氣流量、煙氣溫度、流場(chǎng)均勻性、積灰、壓降等都會(huì)影響催化劑的使用，因此，在運(yùn)行操作管理中，這些指標(biāo)需要被密切關(guān)注。

2.1 煙氣流量與均勻性

在催化劑的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，煙氣流量均勻性是一項(xiàng)十分重要的指標(biāo)。煙氣流量不均勻會(huì)導(dǎo)致催化劑局部阻塞，甚至?xí)l(fā)生催化劑垮塌的現(xiàn)象。催化劑的氣流不均會(huì)造成局部積灰嚴(yán)重阻塞，而這必然會(huì)導(dǎo)致催化劑其他孔道內(nèi)煙氣速度流動(dòng)過(guò)快，而煙氣中顆粒物對(duì)催化劑的磨損與煙氣流速成正比，可見(jiàn)氣流不均會(huì)導(dǎo)致煙氣速度增加，從而又會(huì)加速其他催化劑磨損，造成惡劣循環(huán)，直到催化劑失效。在催化劑的使用運(yùn)行中，反應(yīng)器四周的位置特別是靠近鍋爐一側(cè)往往最容易形成局部積灰。運(yùn)行管理人員需注意，一旦發(fā)現(xiàn)有流量不均的情況出現(xiàn)，可以在后期改造時(shí)有針對(duì)性地對(duì)局部進(jìn)行增加或調(diào)整導(dǎo)流板的操作來(lái)減少流量不均的影響。

2.2 煙氣運(yùn)行溫度管理

脫硝催化劑具有一定的運(yùn)行溫度，該溫度不僅決定催化劑還原反應(yīng)的速度，而且直接決定催化劑的活性和使用壽命。一般火電廠(chǎng)脫硝運(yùn)行溫度應(yīng)控制在320~440 ℃之間。當(dāng)溫度低于催化劑適用溫度時(shí)，催化劑會(huì)產(chǎn)生副反應(yīng)，NH3會(huì)與SO3反應(yīng)生成(NH4)2SO4或NH4HSO4，而NH3的減少會(huì)造成催化劑脫硝效率下降，同時(shí)，副反應(yīng)生成的(NH4)2SO4或NH4HSO4具有黏性，其會(huì)附著在催化劑的表面，進(jìn)一步阻塞催化劑的孔道，造成催化劑的活性降低。同時(shí)，如果煙氣溫度高于催化劑的設(shè)計(jì)溫度，也容易造成催化劑內(nèi)的活性物質(zhì)失活。因此，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)盡量避免低負(fù)荷運(yùn)行帶來(lái)的低溫度，此時(shí)煙氣溫度不在催化劑的最適宜溫度之間。一旦發(fā)現(xiàn)溫度超出區(qū)間范圍，需盡快將其恢復(fù)到控制溫度內(nèi)，這對(duì)于延長(zhǎng)催化劑的使用壽命具有重要作用。

2.3 吹灰管理

在催化劑的運(yùn)行過(guò)程中，飛灰阻塞催化劑的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，催化劑的活性因此也會(huì)下降。因此，有效吹灰是保持催化劑活性、延長(zhǎng)催化劑使用壽命的必要手段。電廠(chǎng)經(jīng)常采用的吹灰器有2種 ：聲波吹灰和蒸汽吹灰。雖然原理可能不同，但所有吹灰器的目的都是不讓催化劑表面形成積灰或者及時(shí)吹掉催化劑表面上的灰分。聲波吹灰是一種預(yù)防性的吹灰方式，是為了阻止飛灰在催化劑表面形成堆積設(shè)計(jì)的。而蒸汽吹灰是待飛灰在催化劑表面形成一定的厚度后，再進(jìn)行吹掃清除。2種吹灰方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)各電廠(chǎng)的具體情況選取。有研究表明，聲波吹灰對(duì)催化劑沒(méi)有任何的毒副作用，而蒸汽吹灰由于水的引入，長(zhǎng)期運(yùn)行后可能會(huì)使催化劑失效，并且會(huì)導(dǎo)致催化劑發(fā)生腐蝕和堵塞等危險(xiǎn)情況。因此，當(dāng)使用蒸汽吹灰時(shí)，一定要嚴(yán)格控制吹灰的溫度和壓力。吹灰溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致催化劑活性成分燒結(jié)，過(guò)低則達(dá)不到催化劑的使用溫度。對(duì)吹灰壓力的控制，既要防止壓力過(guò)低導(dǎo)致吹灰效果不佳，又要防止壓力過(guò)高導(dǎo)致催化劑受到磨損。在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)催化劑的壓降增加時(shí)，往往需要運(yùn)行人員增加吹灰頻次，來(lái)降低催化劑的壓降。

2.4 噴氨管理

由于脫硝系統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)是還原反應(yīng)，因此，作為還原劑的NH3的均勻性會(huì)直接影響脫硝系統(tǒng)的效率、氨逃逸和催化劑的使用壽命。煙氣脫硝系統(tǒng)在設(shè)計(jì)初期通常會(huì)進(jìn)行流場(chǎng)模擬或物理模型試驗(yàn)，來(lái)對(duì)煙道內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此用來(lái)保證入口截面的煙氣流速和NOx的均勻分布。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，部分區(qū)域會(huì)出現(xiàn)氨逃逸較大的現(xiàn)象，這會(huì)影響整個(gè)脫硝系統(tǒng)的效果，并且會(huì)增加空預(yù)器的阻塞與腐蝕，給整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)危害。因此，對(duì)煙氣與NH3混合的均勻性進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷是一項(xiàng)十分必要的操作。運(yùn)行人員在實(shí)際操作中可以通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)入口不同位置的噴氨量，來(lái)改變煙氣和NH3混合的均勻性，使整個(gè)脫硝系統(tǒng)的NH3在均勻的狀態(tài)下分布，可以避免出現(xiàn)不同部位的催化劑因NH3分布不均導(dǎo)致使用壽命不同，從而影響整個(gè)催化劑的使用壽命的情況。

3 結(jié)語(yǔ)

SCR脫硝技術(shù)作為一種能夠很好地控制氮氧化物產(chǎn)生的新技術(shù)，目前在全國(guó)的各大電廠(chǎng)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著該技術(shù)使用的逐漸增多，催化劑的使用壽命長(zhǎng)短問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注。一方面，催化劑生產(chǎn)廠(chǎng)家應(yīng)該對(duì)催化劑配方等進(jìn)行改進(jìn)，提高催化劑的使用壽命。另一方面，從催化劑運(yùn)行維護(hù)的角度來(lái)說(shuō)，加強(qiáng)催化劑的運(yùn)行管理，提高催化劑的運(yùn)行質(zhì)量同樣也能增加催化劑的使用壽命。通過(guò)在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)行有效控制煙氣流量與均勻性、煙氣溫度、吹灰、噴氨等措施，增加催化劑的使用時(shí)間具有了可操作性。我國(guó)開(kāi)展煙氣氮氧化物治理只有區(qū)區(qū)十幾年，相對(duì)于早就開(kāi)展煙氣治理的國(guó)外來(lái)說(shuō)，實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)都很不足，各方面還有許多適合我國(guó)特色的經(jīng)驗(yàn)需要挖掘和總結(jié)。