[发明专利]自动喷氨装置及燃煤电站烟气系统

说明书

本发明公开了一种自动喷氨装置及燃煤电站烟气系统，所述自动喷氨装置包括喷氨源系统(10)、多个与所述喷氨源系统(10)连通的喷氨管路(20)以及控制系统，每个所述喷氨管路(20)上均设置有用于检测气体流量的检测装置(21)和能够控制气体流量的第一调节阀(22)，所述控制系统与每个所述检测装置(21)均信号连接，以获取每个所述喷氨管路(20)的气体流量参数，所述控制系统与每个所述第一调节阀(22)均信号连接，以根据每个喷氨管路(20)上的气体流量参数控制对应的喷氨管路(20)上的第一调节阀(22)。通过上述技术方案，喷氨装置可自动调节每个喷氨管路的流量，从而使喷氨装置更均匀地喷氨，从而提高了SCR反应器中的脱硝效率。

技术领域

本发明涉及燃煤电厂脱硝系统领域，具体地涉及自动喷氨装置及燃煤电站烟气系统。

背景技术

随着我国已对燃煤电厂实行《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)环保标准，要求NO_x浓度达到50mg/Nm³，燃煤电厂采用选择性催化还原法(SCR)法，SCR法在催化剂的作用下，利用液氨和NO_x的氧化还原反应，将NO_x等氮氧化物还原成对环境无害的N₂和H₂O，进而达到脱出氮氧化物的目的。目前燃煤电厂脱硝系统存在烟道流畅不均匀，氨逃逸高，影响下游空气预热器的性能，造成空气预热器堵塞等问题。

在实际运行过程中，喷氨量的控制尤为关键，一般按照氨/氮摩尔比进行计算理论喷氨量，增加喷氨量有利于降低NO_x排放浓度，提高脱硝效率，但氨逃逸会随之增加，主要是喷入的氨没能全部参与氧化还原反应，而逃逸的氨易与烟气中的SO₃反应生成硫酸氢胺ABS，其中ABS的生成量与烟气中逃逸的NH₃和SO₃的含量成正比。同时由于SCR催化剂具有氧化功能，在氧化NO_x的同时，也将烟气中的少量的SO₂氧化为SO₃，使得烟气中SO₃浓度增加，更加剧了硫酸氢胺的生成。硫酸氢胺对下游设备影响较大，容易造成堵塞，并产生腐蚀。在运行中应严格控制氨逃逸。而造成氨逃逸的一个重要原因是喷氨不均匀，与烟气混合接触不均匀，存在“烟气走廊”。

目前控制硫酸氢胺生成的主要方法有：1，控制喷氨总量，在满足脱硝效率的前提下，尽量减少喷氨量，降低氨逃逸；2，采用高质量定制催化剂，严格控制SO₂/SO₃的转化率，控制烟气中SO₃含量，但催化剂一旦已完成安装，转化率不能调整。3，控制SCR反应器运行温度，避免低温运行，防止硫酸氢胺的生成，这种方法与锅炉负荷密切相关。4，控制烟气湿度，避免硫酸氢胺凝结腐蚀，但这种方法调节幅度不大，也不好控制。可以看出控制硫酸氢胺最为关键和有效的措施之一是大幅降低氨逃逸。

发明人研究发现，在喷氨量的控制方面，除了合理控制喷氨总量以外，还应重点关注喷氨的均匀性，以确保在允许氨逃逸范围内，NOx排放浓度达标。目前，电力行业正全面推行燃煤机组超低排放改造，要求NOx排放浓度严格控制在50mg/Nm³(6％O₂)以下，有些机组排放浓度更低，这对喷氨系统提出了更为严苛的要求，因此喷氨均匀性的监测和适时调整显得尤为重要。

喷氨的均匀性与SCR反应器出口的NOx浓度和氨逃逸大小密切相关，在SCR催化剂层正常运行的情况下，出口NOx浓度过大，脱硝效率较低，或局部氨逃逸小，可能是局部区域的喷氨量偏少所致；出口局部NOx浓度低，脱硝效率过高，或氨逃逸过大，可能是局部区域的喷氨量过剩所引起；尤其是出口NOx浓度过小时氨逃逸浓度较高，影响下游设备尤其是空气预热器的安全运行。因此，应尽量从SCR入口保证NOx浓度均匀，通过自动调整优化氨喷射装置和系统，提高喷氨的均匀性，有助于SCR出口NOx浓度低时，减少氨逃逸。