热电厂4#炉SCR热解炉堵塞原因分析

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1、热电厂4#炉SCR热解炉堵塞原因分析热电厂高兴摘要：SCR脱硝系统热解炉尿素结晶堵塞会导致整个脱硝系统无法正常运行，针对热电厂4号锅炉脱硝系统热解炉堵塞为案例，分析了SCR尿素热解炉堵塞的原因，提出了对运行参数及日常维护方面的改进措施，以及对热解炉尿素结晶的现象进行有效地预防提供有针对性的对策。关键词：SCR；脱硝改造；热解炉；尿素结晶；分析与对策1前言随着国家环保部门对电力污染治理要求的不断提高，依据最新《火电厂大气污染物排放标准GB13223——2011》规定要求，2003年12月31日前投运或通过审批的机组氮氧化物排放浓度不得大于200mg/Nm3，之后的现役或新建机组氮氧化物排放

2、浓度不得大于100mg/Nm3，热电厂自2014年开始逐步实施了4台锅炉机组的烟气脱硝改造工程。目前在世界上有成熟应用的脱硝方法主要分为两类，分别为燃烧中脱硝和燃烧后脱硝。燃烧中脱硝主要为低氮燃烧技术，它具有投资少，建设周期短等优点，但其脱硝效率较低，一般在40%以下，另外受工况变化的影响较大。燃烧后脱硝有成熟应用的技术可分为SCR和SNCR技术，其中SCR技术具有脱硝效率高，还原剂消耗少、脱硝性能稳定等优点，是目前世界上应用最多的技术之一。经过详细的经济、技术比较，热电厂脱硝改造工程采取了低氮燃烧器+SCR相结合的方式。4号锅炉脱硝系统简介：铁煤集团热电厂4号锅炉系武汉锅炉厂制造的WG

3、Z-130/9.81-4和WGZ-130/9.8-4型单汽包、集中下降管、自然循环的固态排渣煤粉炉。锅炉整体呈倒U字型布置，炉膛采用膜式水冷壁全悬吊结构，从炉膛出口至尾部烟道依次布置屏式过热器、高温过热器、低温过热器、省煤器、空气预热器。燃烧器为水平浓淡式燃烧装置，制粉系统为钢球球磨机中间储仓式制粉系统，用热风、温风和冷风混合后作为制粉系统的干燥介质，并用制粉系统的乏气作为一次风将煤粉送入炉膛燃烧。热电厂4号锅炉SCR法烟气脱硝工艺，由福建龙净环保股份有限公司提供，脱硝设施布置在4号炉后与电除尘器之间，反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间，脱硝系统不设置烟气旁路和省煤器高温旁路系统。在完成

4、低氮燃烧器改造后，SCR入口NOx浓度可控制在360mg/Nm3以下，SCR区按3层设计（2+1形式），初装2层催化剂后可保证在锅炉任何工况处理100%烟气量条件下，脱硝效率不小于80％。吸收剂原料为尿素，采用热解法制备氨气。保证烟气出口氨的逃逸率不大于3ppm，SO2/SO3转化率小于1%，在催化剂附加层未投运前，从脱硝装置入口到出口之间的系统压力损失不大于800Pa。在满足NOx脱除率、氨的逃逸率的性能保证条件下，可保证SCR系统能够在最低连续运行烟温300℃，最高连续运行烟温420℃条件下正常投运。脱硝系统主要包括：烟气系统、SCR反应器本体、尿素储存供应系统、尿素热解系统、氨计量

5、分配系统。工艺流程图如图1所（图1）4号炉SCR工艺流程图3尿素热解技术简介尿素制取氨通常有两种方法：热解和水解。水解法是将尿素以水溶液的方式进行分解。热解法是将直接快速雾化后的尿素溶液进行分解。3.1尿素的性质3.1.1尿素的物理性质尿素的分子式为CO(NH2)2，相对分子质量60.06，为无色或白色针状或棒状结晶体，工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒，有刺鼻性气味。含氮量约为46.67%。密度1.335g/cm3。熔点132.7℃。溶于水、醇，难溶于乙醚、氯仿。呈弱碱性。3.1.2尿素的化学性质尿素在酸、碱、酶作用下能水解生产氨和二氧化碳。尿素对热不稳定性，在高温下可进行缩合反应，

6、生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。加热至150～160℃将脱氨成缩二脲。若迅速加热将脱氨而三聚成六元环化合物三聚氰酸。加热至160℃分解，产生氨气同时变为异氰酸。尿素易溶于水，在20℃时100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反应。尿素产品有两种。结晶尿素呈白色针状或棱柱状晶形，吸湿性强。粒状尿素为粒径1～2毫米的半透明粒子，外观光洁，吸湿性有明显改善。20℃时临界吸湿点为相对湿度80%，但30℃时，临界吸湿点降至72.5%，故尿素要避免在盛夏潮湿气候下敞开存放。3.2尿素热解工艺尿素热解系统的主体设备包括尿素储仓、尿素溶解罐、尿素溶液储罐、尿素溶液喷嘴、热解炉和电加热器。主要的工艺流程为

7、固体尿素溶液经溶液配置成40%-60%的尿素溶液（我厂尿素溶液浓度控制在50%左右），尿素溶液输送泵将尿素溶液输送至尿素溶液储罐，尿素溶液经过计量分配模块合适配量，由专门设计的喷枪喷入热解炉中，在高温下分解为氨气，热解需要的热量来源于经过加热器加热后的热风，分解得到的氨浓度小于5%的氨/空气混合气，经氨气喷射格栅（AIG）喷射入烟气系统中。3.3尿素热解工艺要求热电厂4号锅炉脱硝系统采用尿素热解制成氨气作为还原剂，热解炉由北京福泰克