降低锅炉烟气中的氨逃逸

1. 锅炉烟气脱硝系统介绍

2014 年锅炉脱硝改造，低氮燃烧系统下层 SOFA 风从二次风道引出，直接喷入炉膛，上层 ROFA 风从二次风道引出，经增压风机增压后喷入炉膛，ROFA 风占二次风总风量的 30% 左右，从而达到锅炉分级配风，低氮燃烧目的。

非选择性催化还原法（SNCR）又称高热脱硝法，它是利用注入的NH₃ 与烟气中的 NOx 反应生成 N₂ 和 H₂O ；该反应必须在高温下进行将，NOx 控制在 ⩽180mg/Nm³ 。其反应式如下：

4NOx+4NH₃+O₂⟶4N₂+6H₂O （1）8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O （2）4NH₃+5O₂⟶4NO+6H₂O （3）

上述反应 (1) 在没有催化剂的情况下可以在 这一狭窄的温度范围内进行，而且基本上不与 O2 作用。而反应式（3）则发生在 1200^∘C 以上的温度。

选择性催化还原法 (SCR) 是指在 温度区间，在催化剂的作用下，以 NH3 作为还原剂，有选择性地与烟气中的 NOx 反应并生成无毒无污染的 N2 和 H20 。

其主要反应方程式为：

4NH₃+4NO+O₂=4N₂+6H₂O 8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O

2. 氨逃逸高的原因分析

2.1 部分氨枪堵塞，雾化效果不良

锅炉运行过程中，配合锅炉布袋除尘器反吹、锅炉掉焦等影响，炉膛间断出现正压，烟气中的灰分因正压附着在氨水喷头上，造成喷头堵塞，不仅影响氨喷雾化效果，还会导致喷头烧毁、变形、损坏，影响喷头使用周期，造成氨逃逸较高。氨枪软管接头处存在漏点，影响氨枪运行的稳定性，为保证 NOx 的达标排放，氨水调阀频繁调节，氨逃逸波动较大。

2.2 锅炉投加燃料及二次风分配不匹配，导致燃烧型 NOx 增多

在操作过程中，受锅炉燃料配比、负荷等变化、风门及挡板故障等的影响，造成二次风及加压二次风配比失衡；在燃料切换过程中，容易导致配风与实际需求不符，使炉膛温度场和氧含量发生变化，导致燃烧型 NOx 增多，在此情况下，为保证出口 NOx 合格，临时开大氨水调节阀门，增加喷氨量，会造成氨逃逸升高。

2.3 氨水浓度不稳定导致氨水投加量波动大

20% 左右的氨水加入脱盐水配置成 5%-8% 的氨水，经氨水泵加压后送至三台锅炉氨水喷射系统。在氨水配置过程中脱盐水量由手动截阀控制，很难准确掌握浓度，氨水配置难度较大，加之配制后浓度出现滞后的现象，使氨水浓度不稳定导致氨水投加量波动较大。氨水浓度过低，导致 NOx 反应不充分，烟气 NOx 上升，必须增加喷氨量以抑制 NOx ，氨水消耗过多；氨水浓度过高，加入量过剩，氨逃逸进一步上升，对后续设备造成影响。

2.4 空预器堵塞引起烟气偏流

空预器积灰堵塞导致烟气偏流，造成一部分烟气与氨水反应不充分、另一部分烟气中氨水过剩。

2.5 干气压力波动大影响氮氧化物和氨逃逸

干气压力波动较大，当干气压力迅速上升时，由于干气热值较高，炉膛温度也随之迅速升高，热力型氮氧化物随之增加；当干气压力下

降时，在炉膛燃烧区形成富氧，氮氧化物的生成量迅速上升，为了保证出口氮氧化物的达标排放，增加喷氨量，最终导致氨逃逸升高。

3 . 氨逃逸高的对策实施

3.1 优化锅炉配风，确保燃烧稳定，降低氮氧化物生成量，减少氨水喷射量。

3.1.1A/B 锅炉煤气混烧时，合理分配燃料量及锅炉燃烧配风，加大上层燃气量，增加中二次风、下二次风，降低火焰中心，保证 SNCR系统氨水反应温度，减少NOX 及氨水用量；

3.1.2 控制省煤器负压在 -110～-130pa ，提高烟气流速，减少反应器积灰，增强反应效果。

3.2 优化氨水喷射系统和氨气系统配比，精准调节。

3.2.1 超低排放改造后，投用氨气系统，调整喷氨格栅，使氨气分布均匀，增强氨气和氮氧化物反应效果；

3.2.2 锅炉气体专烧时，关闭 SNCR 系统氨水调节阀，使用 SCR 系统喷氨格栅调节阀控制烟气中 NOX，降低氨逃逸；煤气混烧时，先用SNCR 系统氨水调节阀，控制 NOX 在 300mg/Nm3 以下，再用 SCR 系统喷氨格栅调节阀，控制 NOX 在 50mg/Nm3 以下，减少氨水喷射量，降低逃逸氨；

3.2.3A/B 锅炉投煤前期，对氨水喷枪雾化效果进行检查，对雾化效果差的喷头进行更换，并对前墙五支氨水喷枪压力进行调平，将各氨枪流量调至 0.05m3/h 、压降在 100KPa ，确保氨水的雾化效果，减少烟气中逃逸氨。

3.3 检修期间对设备进行消缺，提高设备完好性，为降低氨逃逸创造条件。

3.3.1A 炉窗口检修期间，检查了 A 锅炉四角喷燃器小风门及ROFA、SOFA 挡板，消除四角小风门（1# 角 A4、A5,2# 角 A1、A2、C2,3# 角 A3、A5,4# 角 A2、A4），ROFA、SOFA 挡 板（TN-01P119、TN-01PV121）机械缺陷；

3.3.2 对 A/B 锅炉过热器、省煤器、SCR 反应器、空预器积灰进行了人工清理作业，清除尾部受热面积灰，提高SCR 系统脱硝效果；

3.3.3B 锅炉检修期间更换了燃气燃烧器，为提高四角切圆效果，稳定锅炉燃烧，减少氮氧化物波动，稳定喷氨量奠定基础。

4. 结论

锅炉烟气中的氨逃逸明显下降，节约氨水用量，减缓空预器堵塞，锅炉换热效果增强，排烟温度减低，锅炉热效率提高。有效降低了锅炉烟气中的氨逃逸，减缓了锅炉后系统设备的腐蚀和堵塞，同时也保证了电除尘和布袋的安全运行，延长了设备的使用寿命，间接节省了锅炉设备的检修费用，经济效益长期有效可观。有效降低了锅炉烟气中的氨逃逸，后系统脱硫装置中废水氨氮降低，减缓雨排装置处理压力，废水达标排放，具有良好的环保效应。

参考文献

[1] 胡荫平．电站锅炉手册．中国电力出版社，2005

[2] 周立新，诸毅，陈朝东．工业脱硫脱硝技术问答 . 化学工业出版社

[3]《公用工程二部动力锅炉区域A / B锅炉装置操作规程》2024版