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摘要：随着科学技术的不断发展，我国的很多燃煤电厂够使用了一种比较成熟并且效率较高的烟气脱硝技术，即选择性催化还原脱硝技术。本文首先介绍了选择性催化还原脱硝技术的组成以及基本原理，然后探讨了锅炉烟温对脱硝系统运行的影响。
关键词：锅炉；烟温；脱硝系统
燃煤电厂在运行的过程中，锅炉是一个重要的生产设备，其在启停、不同负荷、事故状态等情况下烟温存在很大的差异，因此会对脱硝系统造成很大的影响。要想保证脱硝系统能够正常稳定的运行，就必须了解烟温对脱硝系统的影响，才能够采取相应的措施。
一、选择性催化还原脱硝技术概述
1、选择性催化还原脱硝系统的组成
选择性催化还原脱硝系统主要由脱硝反应系统以及还原剂制备系统组成。其中还原剂制备系统包括液氮卸料压缩机、废水池、废水泵、氨气稀释槽、氨气缓冲罐、液氨蒸发槽以及液氨储罐等。脱硝反应系统包括吹灰系统、稀释空气供应系统、喷氨系统以及选择性催化还原脱硝催化反应器等。选择性催化还原脱硝系统的组成图如下图一所示。
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图一 选择性催化还原脱硝系统的组成图
2、烟气系统的流程
选择性催化还原脱硝系统在运行的过程中，烟气的走向流程为：省煤器出口→催化反应器进口烟道→氨气喷射格栅→烟气/氨气混合器→均流板→催化反应器→催化反应器出口烟道→空预器。
3、选择性催化还原脱硝系统的基本原理
选择性催化还原脱硝系统主要在包含氧气以及催化剂的情况下，能够在较低的温度内还原烟气中的氮化物，将其转变为水和氮气。这样就能够减少氮化物的排放，从而达到保护空气的目标。选择性催化还原脱硝系统在运行的过程中化学反应方程式为：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
4NH3+2NO2+O→3N2+6H2O
当催化剂的温度在300℃左右的时候，选择性催化还原脱硝系统就会出现一些副反应。副反应的化学方程式如下：
2SO2+O2→2SO3
NH3+H2O+SO3→NH4HSO4
选择性催化还原脱硝系统的副反应会产生氨盐，这种物质的粘性比较大，因此很容易粘结在锅炉的受热面以及催化剂上，这样就会对锅炉的正常运行造成很大的影响。因此，选择性催化还原脱硝系统在运行的过程中，只有烟气温度在合理的范围内才能够进行脱硝反应。
二、锅炉排烟温度的影响因素
影响锅炉排烟温度的因素主要有受热面积灰、磨煤机出口温度、制粉系统漏风、烟道漏风、锅炉炉膛漏风率、燃料性质以及锅炉负荷等。如果锅炉的负荷比较大，那么产生的烟气量就比较多，从而导致排烟温度增加，主要是负荷增加的话空气量和燃料量都比较大。影响氮化物脱除效率的一个最重要的因素就是排烟温度。一般情况下，选择性催化还原脱硝系统运行的最佳温度在320℃到400℃之间，如果系统中存在有一些特殊装置的话，温度的范围会更小。通常情况下，选择性催化还原脱硝系统的最佳温度范围应该以锅炉正常运行的过程中省煤器的温度为准。
根据相关的资料表明，如果锅炉的负荷比较低，并且吹灰时间比较长的话，那么排烟温度就比较小。这种情况下，如果选择性催化还原脱硝系统的负荷低于额定负荷的75%，并且系统入口的温度低于300℃的时候，选择性催化还原脱硝系统就无法启动[1]。
之所以设置选择性催化还原脱硝系统的最低运行温度，就是要将系统运行过程中的烟气温度高于铵盐的沉积温度，从而避免生成硫酸氢铵。如果一旦生成硫酸氢铵，就会将催化剂的孔隙堵塞，进而使得催化剂的活性降低。为了保护环境，我国的大气污染物排放标准中对燃煤电厂的氮化物排放浓度做出了一些要求。因此要想对排烟温度进行调节，可以在省煤器的入口在选择性催化还原脱硝系统入口之间设置一个小旁路，这样当处于较低负荷下的时候，选择性催化还原脱硝系统也能够正常的运行。
三、烟气温度对脱硝系统运行的影响
选择性催化还原脱硝系统中最重要的部分就是催化剂，其能够直接影响到脱硝的结果，并且催化剂的成本一般都在整个系统的一小半左右。而影响催化剂的运行的一个最重要的因素就是烟气温度，其可以影响到催化剂的反应活性、反应速度以及寿命等。如果烟气温度低于催化剂的适用温度，那么就会产生一些副反应。副反应会产生一些硫酸氢铵，这些物质就粘结在催化剂的表面，从而将催化剂的微孔和通道堵塞住，使得催化物的活性降低。如果这些物质堵塞住局部，还会磨损催化剂。如果烟气温度比催化剂的适用温度高，那么就会导致催化剂的微孔和通道出现变形的情况，使得有效面积和通道降低，导致催化剂失去活性。
1、锅炉启动过程中烟气温度对催化剂的影响
锅炉在启动的时候，烟气中的水、硫酸、铵盐温度都比较低，这时候催化剂就能够将其吸进去。当温度逐渐升高的时候，这些物质就会蒸发，导致催化剂的压力增大并且会产生机械应力，这样就会损坏催化剂。锅炉在启动的时候，催化剂也会被油沾污，这样就会在较高的温度下燃烧，从而导致催化剂出现烧结的情况。当锅炉停炉的时候，催化剂中很容易残留一些氨，并且逐渐转变为铵盐。
2、低负荷状态下烟气温度对催化剂的影响
当锅炉同时运行的时候，由于低氮燃烧器在进行改造，因此省煤器的出口温度就比较低。当锅炉的符合小于额定负荷的65%时，脱硝反应器的进口温度就会小于设计温度。当催化剂在这种温度下运行的时候，氨气就容易与三氧化硫反应，并且生成铵盐，从而磨损和堵塞催化剂，并且使得催化剂的活性降低。
3、高负荷状态下烟气温度对催化剂的影响
当烟气温度超过设计温度范围的时候，催化剂的寿命就是降低，并且在烧结的作用下使催化剂失去活性，并且也无法利用催化剂再生的办法进行恢复。
4、事故状态下烟气温度对催化剂的影响
当锅炉出现跳闸、辅机故障、锅炉超温以及锅炉MFT等情况的时候，会降低烟气温度，从而导致选择性催化还原脱硝系统无法运行，并且在催化剂中残留较多的氨。锅炉事故状态中，对催化剂影响最大的是锅炉四管泄漏。如果锅炉出现爆管的情况，那么烟气中就会混入大量的蒸汽，并且对催化剂造成影响。如果在锅炉降温、泄压以及疏水完成之前，烟气温度下降过快，那么泄漏处的水蒸气甚至会凝结出水滴，从而降低催化剂的使用寿命。同时也会降低催化剂的活性，并且造成碱金属中毒。
结束语
燃煤电厂在运行的过程中，锅炉是一个重要的生产设备，其在启停、不同负荷、事故状态等情况下烟温存在很大的差异，因此会对脱硝系统造成很大的影响。造成这种情况的原因主要是烟气温度会影响催化剂，从而影响到脱硝系统。
参考文献:
[1]杨雪峰.锅炉烟气脱硫脱硝系统运行问题及处理措施[J].工业c,2016(8):35-35.
论文作者:赵华艳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/14
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