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摘 要：随着社会经济不断发展，我国氮氧化物排放总量不断增长，因此国家将氮氧化物作为“十二五”主要控制污染物之一，实行总量控制。火电行业是削减氮氧化物排放量重点行业。国家环保部和国家质量监督检验检疫总局发布了《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），氮氧化物执行100mg/m3的排放标准，因此火电机组必须进行脱硝系统建设和改造。但火电机组脱硝系统运行存在烟气温度、氨逃逸影响SCR脱硝系统运行，以尿素为还原剂的SCR系统冬季热解炉结晶等问题，因此只有解决火电机组脱硝系统稳定运行问题，才能确保火电机组氮氧化物稳定达标排放，为环境质量进一步改善奠定基础。
关键词：脱硝系统 氮氧化物 运行 问题 方法
随着社会经济不断发展，我国氮氧化物排放总量居高不下。氮氧化物是形成酸雨的重要成分，酸雨对我国危害很大，不但破坏森林、植被，而且还污染水源。因此国家将氮氧化物作为“十二五”主要控制污染物之一，实行总量控制。控制氮氧化物排放是国家“十二五”重要决策，是改善人居生态环境的重要手段。
一、氮氧化物排放现状及治理方法
“十二五”以来，国家加大氮氧化物治理力度。2010年全国氮氧化物排放量为2266万吨，2011年增加至2404万吨。2012年全国氮氧化物排放量为2338万吨，较2011年下降2.77%，首次出现了下降拐点。2010年全国电力氮氧化物排放量约1000万吨，约占全国氮氧化物排放量约40%。因此火电行业是全国控制氮氧化物排放的重点行业。《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）规定火力发电锅炉及燃气轮机组执行氮氧化物排放限值100mg/m3的排放标准。火电行业脱硝系统的稳定运行是实现氮氧化物减排目标的主要手段。“十二五”以来，我国要求新建的燃煤发电机组和热电联产机组配置烟气脱硝设施，同时逐步对现役燃煤机组进行低氮燃烧改造，并建设脱硝设施。SCR 方法已成为目前国内外大型火电机组比较成熟的主流脱硝技术，已被广泛应用。
二、SCR脱硝系统常见运行及解决方案
1、烟气温度影响SCR系统运行及解决方法
国内现有的脱硝催化剂允许运行温度一般在320℃-420℃间，一般不允许在305℃以下长期运行。因而，大多数SCR设备厂家在其安装、使用说明书及控制保护回路中均加入了工作区温度不低于300-320℃的最低温限制，以保护下游设备。目前现役火电机组除大部分供热机组外，机组负荷在60%以下时，无法达到320℃催化剂允许运行温度，脱硝系统在低负荷时间段退出较为频繁，特别是夜间和7、8月份，火电机组普遍接带负荷较低，退出频繁。
解决方法：为尽可能地保证脱硝系统全时段运行，一是修改保护温度。部分火电厂已将脱硝低温退出温度修改为300℃（个别机组退出温度为290℃），投入温度修改变310℃。二是可调整省煤器出口烟道挡板的开度，来调节烟气温度，使SCR入口烟气温度高于最低温度限制，确保连续喷氨，SCR系统稳定正常运行。三是选用可低温运行的催化剂，确保脱硝系统投运率。
2、氨逃逸影响SCR系统运行及解决方法
氨逃逸腐蚀及污染问题。逃逸氨气会与烟气中的二氧化硫反应产生硫酸氢铵，当工作区温度过低时，硫酸氢铵（露点区147℃左右）会在下游的空气预热器传热面上凝聚粘结，长时间低温工作可使其固化，而不会再产生可逆反应附着于空预器传热元件表面，因其易吸附水气而受潮变为强酸的特性，造成空预器传热面腐蚀（设备投资损失巨大）、积灰堵塞空预器（传热效率降低及厂用电上升）、催化剂堵塞及失去活性等问题。
解决方法：一是严格按照工作区温度不低于300-320℃的要求进行设置，保护催化剂微观表面上的凹坑反应床不被硫酸氢铵堵塞。二是在确保脱硝系统稳定运行的前提下，严格控制氨逃逸率不大于3ppm。三是增加空预器运行中的吹扫次数。加强空预器停运后的维护力度，逢保证空预器通畅。
3、以尿素为还原剂的SCR系统冬季热解炉结晶问题及解决方法
以尿素为还原剂的SCR系统冬季热解炉结晶，因气化设备即热解系统在北方地区冬季最冷天气时，易出现热解炉内尿素溶液结晶，而结晶一旦形成晶核，会不断生长加速结晶，堵塞热解炉和氨气喷枪，造成SCR系统停运。
解决方法：一是加强热炉的保温系统维护，必要时对热解炉周边环境进行保温改造。二是如结晶情况严重，应考虑对热解炉的热解容量进行扩容，即对设备二次投资，更换更大容量的热解炉，以增加热风量。一般热解炉的热解容量为锅炉设计氮氧化物浓度峰值下的最大负荷时SCR最大效率出力的1.1至1.2倍，在扩容时应将其裕量系数取1.3以上1.5以下为宜。
4、脱硝系统出口与烟囱入口监测值差值较大问题及解决方法
脱硝系统出口与烟囱监测氮氧化物浓度差异较大。SCR火电厂按照要求均安装了烟气在线监测设备，但在部分电厂中存在脱硝系统出口氮氧化物浓度与烟囱最终排放口氮氧化物浓度值相差较大的现象。
解决方法：一是对各测量系统定期标定和校准，确保测量结果的准确性。二是合理选择脱硝出口测点。多数电厂在SCR系统出口不远处平台开孔选择测点，而且一个烟道仅选择一点测量。通过现场大量实验发现，烟气在烟道宽度和深度方向上流速及氮氧化物浓度不均，因而，在机组建成后应及早做SCR性能试验，对SCR烟气导流孔板及喷氨格栅进行有针对性的控制和调整。然后在距离脱硝系统稍远一点的下游开孔作为测点，目的是为了分层烟气进行混流消除氮氧化物浓度落差，并且沿烟道宽度方向应布置多点（三点及以上）并列采样，取其均值作为脱硝出口测量值，消除烟道宽度和深度方向流速及浓度不均影响。三是消除烟气走廊。机组股役过程中存在热胀冷缩，以及催化架寿命到期的更换工作。故在机组停机时，检修人员应进入烟道，检查催化架安装区架与架之间，尤其是催化架与烟道四壁间是否存在烟气走廊，对烟气走廊应及时封堵，消除最大浓度落差因素，同时也可防止氨逃逸值居高不下、成本浪费效率不高的问题。通过以上几方面整改，基本上可以使脱硝系统出口氮氧化物浓度值与烟囱排口浓度值接近，解决了浓度差值过大问题。
5、炉膛吹灰对脱硝入口烟温的影响及解决方法
为保证锅炉热效率和锅炉安全，在锅炉运行中定期对炉膛进行吹灰吹扫。吹灰时锅炉烟温会出现较大幅度下降，最大时可下降30-40℃左右，可能造成脱硝系统因入口烟温低退出运行。
解决方法：在既要保证锅炉安全又要保证氮氧化物达标的情况下，对炉膛进行分区、分时段多次少量吹灰，以避免整体进行吹灰时，烟温降低过大，在一定程度上保证了脱硝的稳定运行。
三、小结
目前我国火电行业SCR脱硝技术该方法广泛应用，但仍然存在低温退出氨逃逸影响SCR脱硝系统运行，以尿素为还原剂的SCR系统冬季热解炉结晶等问题，本文通过对SCR脱硝系统运行存在的常见问题进行分析，并提出有效解决方法。因此对解决火电机组SCR脱硝系统建稳定运行问题，具有重要意义。为国家“十二五”期间实现氮氧化物减排目标提供有力保障。
参考文献
[1] 赵宗让.电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计优化.中国电力，2005
[2] 环境质量公报.环保部. 2010-2013
[3]HJ562，火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性催化还原法.国家环保部，2010
[4] GB13223，火电厂大气污染物排放标准.国家环保部，2011
[5] 王文选，肖志军，夏怀祥.火电厂脱硝技术综述.电力设备，2006
[6] 火力发电厂脱硝系统设计技术导则 中国电力工程顾问集团公司，2010
关键词：脱硝系统 氮氧化物 运行 问题 方法
随着社会经济不断发展，我国氮氧化物排放总量居高不下。氮氧化物是形成酸雨的重要成分，酸雨对我国危害很大，不但破坏森林、植被，而且还污染水源。因此国家将氮氧化物作为“十二五”主要控制污染物之一，实行总量控制。控制氮氧化物排放是国家“十二五”重要决策，是改善人居生态环境的重要手段。
一、氮氧化物排放现状及治理方法
“十二五”以来，国家加大氮氧化物治理力度。2010年全国氮氧化物排放量为2266万吨，2011年增加至2404万吨。2012年全国氮氧化物排放量为2338万吨，较2011年下降2.77%，首次出现了下降拐点。2010年全国电力氮氧化物排放量约1000万吨，约占全国氮氧化物排放量约40%。因此火电行业是全国控制氮氧化物排放的重点行业。《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）规定火力发电锅炉及燃气轮机组执行氮氧化物排放限值100mg/m3的排放标准。火电行业脱硝系统的稳定运行是实现氮氧化物减排目标的主要手段。“十二五”以来，我国要求新建的燃煤发电机组和热电联产机组配置烟气脱硝设施，同时逐步对现役燃煤机组进行低氮燃烧改造，并建设脱硝设施。SCR 方法已成为目前国内外大型火电机组比较成熟的主流脱硝技术，已被广泛应用。
二、SCR脱硝系统常见运行及解决方案
1、烟气温度影响SCR系统运行及解决方法
国内现有的脱硝催化剂允许运行温度一般在320℃-420℃间，一般不允许在305℃以下长期运行。因而，大多数SCR设备厂家在其安装、使用说明书及控制保护回路中均加入了工作区温度不低于300-320℃的最低温限制，以保护下游设备。目前现役火电机组除大部分供热机组外，机组负荷在60%以下时，无法达到320℃催化剂允许运行温度，脱硝系统在低负荷时间段退出较为频繁，特别是夜间和7、8月份，火电机组普遍接带负荷较低，退出频繁。
解决方法：为尽可能地保证脱硝系统全时段运行，一是修改保护温度。部分火电厂已将脱硝低温退出温度修改为300℃（个别机组退出温度为290℃），投入温度修改变310℃。二是可调整省煤器出口烟道挡板的开度，来调节烟气温度，使SCR入口烟气温度高于最低温度限制，确保连续喷氨，SCR系统稳定正常运行。三是选用可低温运行的催化剂，确保脱硝系统投运率。
2、氨逃逸影响SCR系统运行及解决方法
氨逃逸腐蚀及污染问题。逃逸氨气会与烟气中的二氧化硫反应产生硫酸氢铵，当工作区温度过低时，硫酸氢铵（露点区147℃左右）会在下游的空气预热器传热面上凝聚粘结，长时间低温工作可使其固化，而不会再产生可逆反应附着于空预器传热元件表面，因其易吸附水气而受潮变为强酸的特性，造成空预器传热面腐蚀（设备投资损失巨大）、积灰堵塞空预器（传热效率降低及厂用电上升）、催化剂堵塞及失去活性等问题。
解决方法：一是严格按照工作区温度不低于300-320℃的要求进行设置，保护催化剂微观表面上的凹坑反应床不被硫酸氢铵堵塞。二是在确保脱硝系统稳定运行的前提下，严格控制氨逃逸率不大于3ppm。三是增加空预器运行中的吹扫次数。加强空预器停运后的维护力度，逢保证空预器通畅。
3、以尿素为还原剂的SCR系统冬季热解炉结晶问题及解决方法
以尿素为还原剂的SCR系统冬季热解炉结晶，因气化设备即热解系统在北方地区冬季最冷天气时，易出现热解炉内尿素溶液结晶，而结晶一旦形成晶核，会不断生长加速结晶，堵塞热解炉和氨气喷枪，造成SCR系统停运。
解决方法：一是加强热炉的保温系统维护，必要时对热解炉周边环境进行保温改造。二是如结晶情况严重，应考虑对热解炉的热解容量进行扩容，即对设备二次投资，更换更大容量的热解炉，以增加热风量。一般热解炉的热解容量为锅炉设计氮氧化物浓度峰值下的最大负荷时SCR最大效率出力的1.1至1.2倍，在扩容时应将其裕量系数取1.3以上1.5以下为宜。
4、脱硝系统出口与烟囱入口监测值差值较大问题及解决方法
脱硝系统出口与烟囱监测氮氧化物浓度差异较大。SCR火电厂按照要求均安装了烟气在线监测设备，但在部分电厂中存在脱硝系统出口氮氧化物浓度与烟囱最终排放口氮氧化物浓度值相差较大的现象。
解决方法：一是对各测量系统定期标定和校准，确保测量结果的准确性。二是合理选择脱硝出口测点。多数电厂在SCR系统出口不远处平台开孔选择测点，而且一个烟道仅选择一点测量。通过现场大量实验发现，烟气在烟道宽度和深度方向上流速及氮氧化物浓度不均，因而，在机组建成后应及早做SCR性能试验，对SCR烟气导流孔板及喷氨格栅进行有针对性的控制和调整。然后在距离脱硝系统稍远一点的下游开孔作为测点，目的是为了分层烟气进行混流消除氮氧化物浓度落差，并且沿烟道宽度方向应布置多点（三点及以上）并列采样，取其均值作为脱硝出口测量值，消除烟道宽度和深度方向流速及浓度不均影响。三是消除烟气走廊。机组股役过程中存在热胀冷缩，以及催化架寿命到期的更换工作。故在机组停机时，检修人员应进入烟道，检查催化架安装区架与架之间，尤其是催化架与烟道四壁间是否存在烟气走廊，对烟气走廊应及时封堵，消除最大浓度落差因素，同时也可防止氨逃逸值居高不下、成本浪费效率不高的问题。通过以上几方面整改，基本上可以使脱硝系统出口氮氧化物浓度值与烟囱排口浓度值接近，解决了浓度差值过大问题。
5、炉膛吹灰对脱硝入口烟温的影响及解决方法
为保证锅炉热效率和锅炉安全，在锅炉运行中定期对炉膛进行吹灰吹扫。吹灰时锅炉烟温会出现较大幅度下降，最大时可下降30-40℃左右，可能造成脱硝系统因入口烟温低退出运行。
解决方法：在既要保证锅炉安全又要保证氮氧化物达标的情况下，对炉膛进行分区、分时段多次少量吹灰，以避免整体进行吹灰时，烟温降低过大，在一定程度上保证了脱硝的稳定运行。
三、小结
目前我国火电行业SCR脱硝技术该方法广泛应用，但仍然存在低温退出氨逃逸影响SCR脱硝系统运行，以尿素为还原剂的SCR系统冬季热解炉结晶等问题，本文通过对SCR脱硝系统运行存在的常见问题进行分析，并提出有效解决方法。因此对解决火电机组SCR脱硝系统建稳定运行问题，具有重要意义。为国家“十二五”期间实现氮氧化物减排目标提供有力保障。
参考文献
[1] 赵宗让.电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计优化.中国电力，2005
[2] 环境质量公报.环保部. 2010-2013
[3]HJ562，火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性催化还原法.国家环保部，2010
[4] GB13223，火电厂大气污染物排放标准.国家环保部，2011
[5] 王文选，肖志军，夏怀祥.火电厂脱硝技术综述.电力设备，2006
[6] 火力发电厂脱硝系统设计技术导则 中国电力工程顾问集团公司，2010