淺談氨逃逸率分析儀在電力行業的應用
當前國家對環境保護提出了高標準，越來越多的火力發電廠采用煙氣脫硝裝置來減少NOx氣體的排放，脫硝所用的還原劑主要采用的是液氨，所以在還原過程中不可避免的就會出現過多的還原劑剩余而帶來的氨逃逸率，不僅給設備和機組帶來了傷害，同時也會造成經濟性上的影響。
1 煙氣脫硝系統
我廠三期2×630MW機組都安裝了煙氣脫硝裝置，裝置布置在尾部煙道省煤器出口至空
氣預熱器進口前，采用干法脫硝工藝，以尿素作為還原劑，加裝催化劑進行選擇性催化還原法（SCR）對燃燒后的煙氣進行脫硝處理，降低NOx的排放。
1.1 SCR法原理及流程
SCR技術是還原劑（NH3、尿素）在催化劑作用下，選擇性的與NOx反應生成N2和H2O，主要反應如下：
SCR脫硝系統包括催化劑反應器、氨儲運系統、氨噴射系統及相關的測試控制系統。因為我廠是燃煤鍋爐，煙氣中含塵量比較大，所以催化劑分三層被安裝在反應器的箱體內，垂直布置，煙氣自上而下流動，而尿素溶液被熱風霧化后經過噴射系統進入反應器。
采用該種脫硝工藝和布置方式，優點就是脫硝效率高，煙氣溫度高也滿足催化劑的反應要求，但是缺點就是煙氣中飛灰含量高，對催化劑防磨損、堵塞及鈍化性能要求高，投資和操作費用大，增加了成本，同時也存在著NH3的泄露問題。
1.2 參數設計及主要偏差因素
結合實際設計所用的材料和流程，脫硝工程施工單位和我廠共同做出了一些運行中規定的參數要求和規定值，另外具體實際生產中遇到的問題對設計值也有所影響和沖擊，需要不斷地進行糾正尋找合理值。
1.2.1 參數設計要求
針對于脫硝工藝確定的一些參數要求：煙氣溫度、脫硝效率、氨逃逸率、脫硝系統進出口的NOx含量等。詳細情況參加下表：
1.2.2 主要偏差因素
表一中給出的數據僅為脫硝系統安裝時的設計值，對于實際安裝和投入生產運行后往往很多都無法達到設計要求的，像催化劑、脫硝效率、脫硝系統進出口NOx含量、尿素溶液霧化熱風溫度、脫硝設備年運行小時數、氨逃逸率問題。
催化劑沒有像設計中安裝3層而是僅僅安裝了中下兩層，上層沒有安裝，另外壽命問題，因為催化劑價格的原因，我廠#6爐從11年底脫硝投入至今歷時三年多均未更換過催化劑，催化劑嚴重老化，達到使用壽命上限。
脫硝效率從投入以來都無法達到設計值的80%，一方面是因為熱控邏輯上測點的不準確造成的計算問題，另一方面確實是難以很好的控制住脫硝進出口的NOx含量來達到脫硝效率合格，所以運行中往往采用各種調整盡量降低進口NOx含量，但是出口含量又沒有很好改觀下，這樣就會使效率計算值低于設計值。
尿素溶液在進入反應器前要經過熱風霧化分解，我廠熱風來源為熱一次風母管來的接近300℃的熱一次風經過電加熱器加熱到350℃以后在熱解爐中對尿素溶液進行霧化分解，但是因為負荷、電加熱器或是環境溫度問題，造成熱風溫度偏低，甚至遠低于設計值。
氨逃逸率是影響SCR系統運行的一項重要參數，實際生產中通常是多于理論量的氨被噴射入反應器，反應后在煙氣下游多余的氨稱為氨逃逸率，逃逸率是通過單位體積內氨含量來表示的。為了達到環保要求，往往需要一定過量的氨，所以也對應著會有一個合適的氨逃逸率值，該值設計為不大于3ppm，但是往往運行實際中偏大。
2 氨逃逸率的控制
要想控制好氨逃逸率，就必須要了解影響氨逃逸率的一些因素，才能從運行調整和設備上做出改變來控制氨逃逸率。
2.1 影響因素
在脫硝過程中由于氨的不完全反應，SCR脫硝過程中氨逃逸是難免的，逃逸率也會隨著時間發生改變，主要有以下因素：
（1） 注入氨流量分布不均；
（2） 煙氣溫度；
（3） 催化劑老化，甚至壽命達到上限；
（4） 脫硝反應區堵塞；
（5） 尿素熱解風溫度偏低、風量偏小；
（6） 尿素溶液量；
（7） 燃燒波動；
（8） 人為因素。
以上因素主要是在運行調整中遇到的居多，對于設備上的其他因素在這里不給于過多探討和研究了，主要是因為已經選定的設計好的脫硝工藝，就不做討論了。
2.2 如何控制
（1）對于氨流量分布不均造成的逃逸率偏差，可以通過調整熱解爐出口的調節閥分配去兩側反應器的量，或是就地手動調整去各反應器的手動門來矯正氨流量不均的問題，但是后者往往采用較少，比較麻煩，前者效果明顯。
（2）煙氣溫度決定著催化劑的效果，進而影響著反應效果決定著逃逸率的大小。本脫硝工藝所選用的催化劑在300～420℃范圍為最佳，所以要根據鍋爐負荷和燃燒情況在滿足的條件下維持煙氣溫度在最佳范圍內，一旦因為負荷問題或是事故情況下要及時進行干預，保證煙氣溫度，除非達到脫硝保護邏輯設定的解列值除外。
（3）催化劑存在著使用壽命，一旦使用時間過長老化，催化效果就會差，脫硝反應也會變差，在為保證環保合格的情況下大量噴尿素就會造成氨逃逸率增加，所以當催化劑老化時要及時在停機大小修時進行更換，保證逃逸率合格的同時，也能更好做好環保。另外催化劑層數少了，要增加至設計值。
（4）燃煤鍋爐，脫硝反應區處在高灰塵區，不可避免的會在反應區積累灰塵，積灰將會使反應變差，逃逸率增加。而爐本體的吹灰往往不會有很好的效果，所以我們就要在反應區另外增加吹灰器，我廠采用的是聲波吹灰器，布置于催化劑層，但是吹灰間隔時間久，另外因為使用的是儀用壓縮空氣所以往往壓力稍低，疏水不及時，造成聲波吹灰器效果不好。可以增加吹灰次數；提高吹灰氣源壓力；經常性的對氣源罐進行疏水；每次脫硝投入或是機組啟動開啟風煙系統前要先啟動聲波吹灰器；運行中也要檢查吹灰器工作正常。 （5）尿素的霧化分解情況對于脫硝反應很明顯，也直接決定著氨逃逸率，而尿素能否充分的霧化分解和熱風溫度及風量成正比關系。具體辦法：對于熱風溫度，當風量足夠時，可適當降低一些使經過電加熱器后熱風溫度不太低，也可以通過提高熱一次風溫度；而對于熱風風量，設計值是不低于3200 Nm3/h，必須嚴格執行，如果風量測點出現問題造成不準失去參考時要及時聯系處理，保證風量不低于設計值，適當的在熱風溫度不低和一次風母管壓力足夠的情況下增加熱風量。
（6）由于設計上采用的尿素溶液的濃度已經確定，在不改變尿素溶液濃度的情況下，運行人員就要調整好尿素溶液量，保證尿素能夠充分霧化分解，進入反應區后不至于太多造成逃逸率過大，或是尿素不足帶來環保不合格。
（7）當鍋爐燃燒擾動時要及時根據脫硝反應器進口的NOx含量對尿素進行調整分配，防止氨逃逸率過大或是兩側偏差大，甚至因為調整不到位帶來的環保超標問題。
（8）加強脫硝系統流程的培訓和學習，使運行人員都要熟悉脫硝調整的手段，及時發現問題，針對具體問題具體解決，不要出現誤操作，帶來脫硝氨逃逸率過大和環保超標問題。
以上是一些針對具體問題在運行上可以采用的調整手段，但是對于具體手段可以做出的操作就是運行的常規性調整操作，可以參考各人自己的調整方法。
3 氨逃逸率的影響
煙氣中不僅含有NOx氣體，同時也存在著SO2，而我們的脫硫裝置一般布置在引風機出口后煙囪前，所以在脫硝反應器內必然會存在大量的SO2氣體。催化劑中的活性組分釩
在催化降解NOx的過程中，也會對SO2氣體的氧化起到一定的催化作用，將SO2氧化成SO3，而反應生成的SO3與煙氣中逃逸的氨反應生成硫酸氫銨和硫酸銨，其反應式如下：
生成的硫酸氫銨通常運行溫度下，露點為147℃，它以液體的形式在物體表面凝聚或是液滴的形式分散于煙氣中。液態的硫酸氫銨是一種粘性很強的物質，在煙氣中會黏附飛灰。同時，硫酸氫銨在低溫下還具有吸濕性，當從煙氣中吸水會對設備造成腐蝕，如果它在低溫催化劑上形成，會造成催化劑部分堵塞，增大催化劑壓降或是造成催化劑失效。
所以當氨逃逸率過大不好好控制的話會造成生成的硫酸氫銨過于量大，大量的硫酸氫銨以液態形式在煙氣或是脫硝反應器及以后的空氣預熱器煙氣側換熱面，不僅僅是會造成催化劑層的失效以及往后的煙氣側設備受熱面堵塞，更會造成更大的嚴重問題，腐蝕設備降低壽命，增大設備出力，造成空氣預熱器堵灰，這些在我廠#6爐出現過多次問題，因為逃逸率過大造成的大量硫酸氫銨生成，使得當前脫硝調整難于控制經常造成環保超標，同時空氣預熱器的堵灰也帶來了更多的問題，一次風機及引風機的出力增加和搶風失速問題，給運行帶來了危機。
風機出力的增加帶來了廠用電率的增加，高負荷時出力的不足造成負荷上的限制，影響機組效益。同時時有發生的搶風失速問題不僅給風機本身帶來傷害，也增加了機組運行的不安全性，降低了經濟效益。另外，脫硝區的硫酸氫銨的腐蝕和積累，不僅會惡化降低催化劑使用壽命，同時也會帶來環保指標不合格的大問題，給機組運行帶來了不確定性，進而影響機組的經濟效益。
由此可以看出脫硝逃逸率控制的重要性，本身在環保合格的基礎上降低逃逸率也可以減少尿素的有效使用量，尿素本身作為無毒的脫硝還原劑成本就很高，少用就可以帶來了經濟上的利益化。
4 結語
本文針對火電廠脫硝提出了一些自己在運行工作中如何控制氨逃逸率的建議，并結合實際中遇到的問題闡述了氨逃逸率控制對電廠運行中設備和經濟性上的影響，肯定還有不足需要再探索再提升。