提高锅炉运行效率与降低氨逃逸的对策

提高锅炉运行效率与降低氨逃逸的对策

王勇冯金洋顾生明

中国石油兰州石化公司  兰州  730060

摘要：本文旨在探讨如何提高锅炉运行效率并降低氨逃逸的对策。当前国家对氨逃逸浓度提出了严格要求，超出限定值可能导致企业受罚停产，因此控制氨逃逸对企业至关重要。本文介绍了目前解决氨逃逸问题的几种主要方法，供参考借鉴。

关键词：锅炉运行效率；氨逃逸；脱氨剂；脱硝剂

引言：

锅炉作为工业生产中常用的能源转换设备，在生产过程中起着重要的作用。然而，随着环保意识的增强和国家对大气污染排放的严格控制，锅炉排放的氨逃逸问题日益引起人们的关注。氨逃逸不仅会对环境造成污染，还可能导致企业受到处罚甚至停产，给企业带来巨大的经济损失。因此，如何提高锅炉运行效率并有效控制氨逃逸成为了当前需要解决的重要问题。

1.氨逃逸对锅炉运行效率的影响

1.1影响热效率

氨逃逸会导致锅炉系统内部的化学平衡失调，进而影响燃烧过程的稳定性。氨逃逸会与燃料中的氧气或其它气体反应，产生不稳定的化合物，影响燃烧反应的进行，降低了燃烧效率，从而降低了锅炉的热效率。这会导致燃料的浪费和能源的损失，影响了锅炉的经济性和环保性。

1.2增加清洁成本

逃逸的氨气与烟气中SO3反应生成NH4HSO4，产生粘性和腐蚀性物质，会影响到催化剂活性，引发空预器堵塞，引起停机[1]。频繁的清洁和维护不仅增加了人工和材料成本，还会影响锅炉的正常运行，降低了设备的可靠性。

1.3影响环境

氨逃逸不仅会导致锅炉内部的污染，还会影响环境的污染。氨气是一种对人体和环境有害的气体，其逃逸会导致大气污染，对周围的环境和生态系统造成损害。由于氨逃逸的严重性，国家和地方政府对排放标准越来越严格，企业必须采取有效的措施来降低氨逃逸，以符合环保法规的要求。

1.4增加运维难度

氨逃逸会导致锅炉系统内部的腐蚀和腐蚀，加速了设备的老化和损坏，增加了设备的维护难度和运行风险，需要加强对设备的监控和管理，及时发现并处理氨逃逸的问题，以确保设备的安全稳定运行，不仅增加了企业的运维成本，还增加了生产过程中的不确定性。

2.氨逃逸的原因

氨逃逸是指在SCR系统运行过程中，未完全与氮氧化物反应生成氮气和水的氨，而是以未反应的形式进入了烟气中，从而导致了环境污染和SCR系统效率降低的问题。其产生的主要原因有多种，喷氨装置的设计或操作不当会导致氨水流量在喷射过程中不均匀，导致一些区域氨水过量，而其它区域则不足，这种不均匀性会导致一些地方的烟气中氨浓度较高，从而导致氨逃逸的增加。SCR系统需要在一定的温度范围内才能有效地将氮氧化物与氨反应生成氮气和水，如果温度过低，反应速率会降低，从而导致氨逃逸增加，过高的温度则可能导致额外的NO生成，也会增加氨逃逸的可能性[2]。催化剂的状况也会影响氨逃逸，催化剂的老化、堵塞或损坏会影响SCR系统的性能，降低氮氧化物的转化效率，从而增加了需要喷入的氨水量，进而导致氨逃逸的增加。喷射装置的雾化效果和氨水的浓度也会影响氨逃逸，如果喷射装置雾化不良，或者氨水的浓度配置不当，都会导致氨水与烟气的充分混合不足，增加了氨逃逸的可能性。燃烧过程的波动也可能导致氨逃逸的增加，燃烧过程中烟气中NOx的浓度波动较大，可能会导致运行人员增加喷氨量以应对这种波动，也会增加氨逃逸的可能性。

3.降低氨逃逸的对策

3.1喷脱氨剂

降低氨逃逸的有效对策是采用喷脱氨剂的方法，喷脱氨剂是一种通过物理吸附和化学反应的方式来去除烟气中氨的控制技术，其原理是利用脱硝剂与烟气中的氨发生反应，形成稳定的化合物或沉淀，从而将氨去除，以达到减少氨逃逸的目的。喷脱氨剂的使用较为简单，只需要将喷脱氨剂加入到烟气中进行喷射即可，不需要额外增加复杂的设备或改变锅炉的结构，这种简便的操作方式使得喷脱氨剂在工业生产中得到了广泛应用。喷脱氨剂可以高效地去除烟气中的氨，脱硝剂与氨发生反应后，可以形成稳定的化合物或沉淀，并将氨气去除，从而降低了烟气中的氨含量。喷脱氨剂的使用还具有较高的灵活性。它可以根据具体的生产情况和环境要求进行调整，灵活控制喷射量和喷射位置，以达到最佳的脱氨效果，这种灵活性使得喷脱氨剂适用于不同类型和规模的锅炉系统，为企业提供了更多的选择。另外，喷脱氨剂的使用成本相对较低，与其它氨逃逸控制技术相比，喷脱氨剂的投资和运行成本较低，能够在较短的时间内实现投资回报，为企业节约了成本，提高了经济效益。

3.2喷入脱硝剂

喷入脱硝剂是另一种控制氨逃逸的有效方法。随着国家对氮氧化物排放标准的提高，很多企业为了达标而喷入了过量的尿素和氨水，导致了氨逃逸的问题。为了解决这一问题，可以采取降低尿素氨水喷入量的措施，同时在烟道内采用低温氧化法喷入脱硝剂[3]。通过将氨逃逸问题转化为脱硝问题，可以有效控制氨逃逸的发生。此外，对于采用SCR/SNCR脱硝装置的企业，合理控制其运行过程中的氨逃逸也非常重要。通过优化脱硝装置的操作参数、加强设备维护保养以及加强运行监控，可以有效降低氨逃逸的发生率，提高氮氧化物的去除效率。

3.3控制烟气温度

烟气温度在SCR和SNCR应中发挥着重要作用，对氨逃逸的大小具有直接影响。烟气温度的变化范围较大，在低负荷运行时，烟气温度普遍下降，甚至可能出现局部温度过低的情况，会导致SCR或SNCR催化剂的活性下降，进而引起氨逃逸的增加。为了有效控制氨逃逸，需要根据锅炉的负荷情况和燃烧状态，维持烟气温度在最佳范围内。SCR反应器的最佳工作温度在315℃到380℃之间，在煤粉专烧的情况下，锅炉的SCR反应器温度约为345℃左右，这种温度能够满足氮氧化物与氨水反应的条件，从而提高SCR反应器的反应效率，使得氮氧化物和氨的逃逸浓度降低，符合环保要求。然而，在煤气混烧的情况下，SCR反应器的温度通常较低，仅约为300℃左右，可以通过一些方法来提高SCR反应器的温度，以降低氨逃逸的发生。例如，可以通过调节锅炉的配风来提高火焰中心位置，或者增加上层燃气枪的燃气量，以增加燃烧过程中的温度，从而提高SCR反应器的工作温度，减少氨逃逸的可能性。因此，要控制烟气温度，需要综合考虑锅炉的运行状态和特点，采取相应的调节措施，确保SCR或SNCR反应器在最佳温度范围内工作，从而降低氨逃逸的发生，保障环境的清洁与安全。

4.结论

通过以上措施的实施，可以有效提高锅炉运行效率并降低氨逃逸的发生率，符合国家环保要求，保障企业的正常生产和经济效益。但同时也需要企业不断加强管理和技术创新，适应环保政策的不断变化和发展，推动企业实现可持续发展。

参考文献

[1]黄敏.提高煤气锅炉热效率的技术与措施[J].爱人,2023(3):0180-0182.

[2]谭春贵.改进循环流化床锅炉运行效率的方法[J].中国石油和化工标准与质量,2023,43(11):16-18.

[3]谭增强,牛拥军,李元昊,等.火电厂氨逃逸的预测研究[J].动力工程学报,2023,43(7):917-922.