SCR脱硝精准喷氨系列之5——混合器

有些电厂脱硝精准喷氨项目投运之后发现一个问题：变负荷情况下，尤其是负荷变动较大的机组，分区控氨达不到应有的精准控制要求（未来3年大量精准喷氨项目投入之后，此类案例可能更多）。

就比如说300MW机组，“目”字形分了3个区，锅炉前后墙没有自动分区控制，只有手动调平的分区控制。

而锅炉要求全负荷运行过程中都能实现精准喷氨控制要求。

精准喷氨机务改造、仪表调试、自动控制投入之后，以为大功告成了，没想到，调平成了老大难：

100%、75%、50%、30%负荷工况不断的手动喷氨调平，但按下葫芦又起瓢，总有其中一两个分区出口NOx或NH3数据超标。找不到一个满足全负荷精准控制的阀门调平开度。

问题出在以下几方面，可以逐一排查：

1、催化剂可能不中了；

2、流场没改好，偏流比较严重；

但如果流场问题较大，就不是一两个负荷不满足要求了，是所有负荷的数据都有问题。所以如果只是某个工况有问题，主要原因还是机组变负荷导致SCR入口NOx浓度分布规律差异过大造成的；

3、喷氨格栅管路设计缺陷；

增加外部分区管路改造后，局部节流阻力损失过大，导致喷氨系统压头不足。

（这里根据不同的喷氨工艺，又有好几种情况需要分析：1. 对于有独立稀释风机的系统，风机后有暖风装置、氨空混合装置、阀门节流装置等，要求稀释风机压头达到7500-10500Pa才能克服喷氨格栅造成的阻力损失。这里的氨气可能来自尿素水解系统。2.另外一种有独立稀释风机的系统，但是氨气来自尿素热解系统，热源多种多样，可能是厂区高压空气或者高温烟气，如果是高温空气，稀释风机需要克服的阻力会小一些，如果是高温烟气，喷氨系统设计喷口或者管路尺寸不能太小，因为烟气太脏了，管内容易腐蚀或堵散，导致管路阻力损失过大，氨泄漏等问题。3. 还有一种是没有独立稀释风机，稀释风来自热一次风）。

总之不管是哪种系统，稀释风提供压头一定要足够，不然就会出现稀释风流量过低，分区自动调节阀阀门开度大的时候稀释风流量降低的太多，控制幅度受限，当负荷变化过大时，超过自动调节能力，自动控制系统切断。

4、喷氨格栅堵了；

（改造过程中发现有一些喷氨格栅喷口冲上的项目，这种喷氨格栅喷口设计最容易堵，因为脱硝上升烟道顶部导流板背风面积灰严重（见下图），现场施工过程中，顶部导流板或者顶部水平烟道积灰清理不合规范，施工队没有把灰清出去，而是简单粗暴的直接将顶部积灰推落下来，这些冲上的喷口就一下堵死了。不要认为可笑，现场真就遇见了）。

这种问题也好排查，就是看看改之前稀释风量是多少？改后稀释风量是多少？

如果下降明显，要么是外部分区管道设计太小了，阻力过高，要么是喷口堵了。

进一步排查，关闭部分调平手阀，看稀释风流量数据是否有变化，如果有，那就证明没堵，或堵的不严重。如果没有变化。那大概率是喷口堵的厉害。

5、分区少了，控制精准不了。

这是硬伤，设计阶段摸底测试没摸清楚，变负荷情况下的入口NOx、温度差异太大，分区既不够精细，又没有采取进一步降低入口浓度差异的预掺混措施，就会导致精准喷氨精度不够。

这是工艺方案没做好导致的。

前4种情况，其实很多都是个别现象，也好排查。

第5种情况才是最隐蔽、最难改，却又最常见问题，只不过大家都不愿意承认。为什么？

一、业主没钱

有钱不至于3分区，但又不能承认我没钱，只有在项目验收回款的时候才能体现出来，并且发挥的淋漓尽致。（业主不承认没关系，有本事学习一下中石油自备电厂，100 MW的小机组搞他10个8个分区试试）

二、承包单位不能认

因为招标文件写的不少于3分区，你觉着3分区不行，为啥提前不安6分区投啊？你写不少于3分区那就是3分区，行不行都得干，自己不干有的是人干。

那么如何应对变负荷来流NOx浓度偏差过大的问题？这就涉及到今天要讲的主要内容——混合器。

精准喷氨的混合器调整至少有2组才是最稳妥的。

第1组：烟气预混器

设置位置在省煤器出口水平烟道或斜向上的上升烟道段内。这组混合器可以是圆形、方形或其他异形结构，只要混合效果好，可实施，怎样都行，没有标准规范。

混合器位置和设计形式如下：具体采用哪种方式，要看分区划分形式。

第2组：氨烟混合器

置于喷氨格栅后，主要用于氨烟的局部充分混合，此处导流板不宜设置的过大，否则影响分区对应关系。相邻两组旋流混合叶片的旋向需要相反，否则分区穿烟，也会影响分区对应关系。

咱在之前的公众 号文章中介绍过氨烟混合器设计形式，除了以下几种，还有小的旋流混合器。

注意：

上面这几种，2-3-6混合方式是可行的；

4-6是不可行的，因为旋流方向相同，下游烟气流线分区乱了，无法实现精准喷氨控制，如果相邻选项改为反向，方案就可行。

1是否可行，要看分区方案。如果是目字形单向分区自动控制，此方案可行，不过手法调节对应关系失效，喷氨调平可能遇到困难。如果是田字形双向分区自动控制，前后墙对应关系错乱，无法投入精准控制。

以上两组新增混合器阻力损失尽量控制在250 Pa以内，如果阻力超了，可以适当增加混合叶片间距或者减小混合叶片尺寸，这样可以再保证混合效果的情况下，尽量降低产生的阻力损失。

以上就是精准喷氨混合器的布置要点总结。