摘要：近年来，环境污染问题日益严峻，环保问题受到了国内外的广泛关注。我国对于环保问题十分重视，先后出台了多项关于环境保护的法律法规，对环境污染问题起到了一定的抑制作用。氮氧化物气体是主要的污染源之一，采用常规的处理方式已经难以满足废气排放相关要求，需要不断引进新技术、新工艺，运用现代化手段进行污染源控制。SCR烟气脱硝技术是一种新型的锅炉脱硝改造技术，在燃煤电站氮氧化物处理中有着十分广泛的应用。本文就针对SCR烟气脱硝系统的运行方式及控制进行研究与分析。
关键词：SCR烟气脱硝技术；运行方式；故障控制
前言
当前状况下，对于氮氧化物排放量的控制主要是采用锅炉分级燃烧的方式进行处理，但是这种处理方式燃烧效率相对较低、热耗大，其在经济性上也难以发挥较大的优势，随着燃煤消耗的日益增多，这一处理方式已经难以满足氮氧化物排放需求。随着科学技术水平的不断提高以及研究的日益深入，SCR烟气脱硝技术逐渐被应用于煤电厂的氮氧化物控制当中，且取得了较为理想的效果。这一技术一方面可以对氮氧化物的排放量进行一定程度的控制，另一方面也能发挥出更好的经济效益。
1.SCR烟气脱硝系统
1.1工艺流程
首先由蒸发器对氨区液氨储罐内的液氨进行一定程度的蒸发，使其发生变化成为氨气；其次对生成的氨气进行减压操作，直至减压到0.3MPa左右将其送入到脱硫反应器之中；然后系统会发出稀释风对氨气进行有效的稀释处理，当氨气被稀释至原体积分数大约百分之五左右时，氨气/空气喷射系统会将之喷射至脱硝反应器入口烟道。在喷射作用下，烟气与氨气会发生一定程度混合，直至混合均匀；最后，加入催化剂，在催化的作用下，烟气中包含的氮氧化物会发生化学反应还原成为氮气。
1.2氨气/空气喷射系统
本文介绍的氨气/空气喷射系统为格栅式结构，每台脱硝反应器沿着宽度方向设置一定数量的喷氨管路，每组喷氨管路之间保持着相同的间距。同时，在此基础之上还设置了支管，支管按照不同的高度进行设置，并分别深入到烟道内的不同深度处，然后在管路之上对喷嘴进行设置。除此之外，还需要在每一根支管之上设置一个手动蝶阀，这样一来，只需对阀门的开度进行一定程度的调节，便可以实现对于支管供氨流量的调整。
1.3SCR喷氨自动控制系统
一般情况下，脱硝喷氨自动控制系统主要采用单回路调节方式。当SCR脱硝反应器出口氮氧化物浓度的设定值与实际值存在着一定程度的差异时，运用PID算法对其进行运算之后生成相应的指令，根据指令对氨流量调节阀的开度进行一定程度的调整。需要注意的是，在实际的运行过程中，很多单位以自动发电控制方式进行运行，由于其负荷存在着较大的变化，很有可能导致SCR喷氨自动控制系统难以正常运行。
2.SCR烟气脱硝系统运行中的参数控制
2.1催化剂活性控制
在SCR烟气脱硝系统运行的过程之中，催化剂发挥了十分重要的作用，它是使氨气与氮氧化物混合体转化为氮气的重要媒介，因此选择合适的催化剂十分重要。首先，从经济效益的角度出发，需要选择活性衰退速率相对较慢的催化剂；其次，还需要对催化剂的活性进行有效的保证。在实际运行的过程之中，高温、磨损以及堵塞都会对催化剂的活性造成影响，基于这一方面的考虑，当温度过高或过低而对催化剂的化学稳定性造成影响时，应当立即停止SCR烟气脱硝系统的运行，防止催化剂活性遭到破坏。除此之外，当系统运行结束之后，还需要对催化剂进行除尘与清理操作，防止催化剂遭到堵塞并将磨损降至最低。
2.2反应温度控制
反应温度会对催化剂的活性造成一定程度上的影响，因此在对温度进行控制的过程中需要对催化剂的耐受性进行考虑。一般情况下，如果反应温度过高，已经超出了催化剂的承受范围，催化剂的化学稳定性便会遭到破坏，进而导致活性降低，催化剂使用寿命缩短，这无疑又增加了系统的运行成本；而如果反应温度过低，则又会发生一系列的副反应，一方面会消耗掉一部分的还原剂，进而对脱硝效率造成一定的影响；另一方面副反应所生成的物质很有可能对催化剂的孔道造成堵塞。
基于上述情况的考虑，首先必须明确所使用催化剂的耐受范围，并在此基础之上对反应温度进行有效的控制，从而保证系统的正常运行。
2.3还原剂与氮氧化物含量控制
在SCR烟气脱硝系统运行的过程之中，如果使用的还原剂量过少，氮氧化物很难发生完全的化学反应，进而导致系统的脱硝效率较低；而如果还原剂的量过多，又会造成不必要的浪费，同时也有可能与烟气发生一定的化学反应生成硫酸铵，造成污染。因此，基于上述的考虑，需要结合实际情况对还原剂与氮氧化物的摩尔比进行科学合理的计算，从而有效提高脱硫效率。需要注意的是，还原剂与氮氧化物的摩尔比在很大程度上受到催化剂种类的影响，因此在计算的过程中还需要充分考虑所选用催化剂的种类。对于还原剂而言，其输送量主要是由脱硝数据控制，因此需要对烟气的氮氧化物在线监测设备进行定期的检修与校准，保证监测数据的精确性与有效性。
3.SCR烟气脱硝系统的故障诊断与控制
3.1氧气供应不足
SCR烟气脱硝系统在运行的过程之中，如果存在氧气供应不足的情况，就会使得氨气与氮氧化物难以和催化剂发生充分的化学反应，进而导致氮氧化物排放浓度达不到相关的标准要求。一般情况下，氧气供应不足主要是有两个方面的因素导致的，分别是氨区氨供应能力不足以及氨气供应管道发生堵塞。因此，对于这一故障的诊断可以从氨系统设备出力与运行情况两个方面进行排查。①液氨蒸发器出力不足：液氨蒸发器一般采用蒸汽加热，先由蒸汽对热媒进行一定程度的加热，然后将热量传递至管盘内的液氨，液氨在加热的作用之下形成氨气。系统在实际的运行过程之中，随着氨消耗的不断增加，蒸发器入口的液氨流量也随之增加，即使将蒸汽调节阀调整至全开的状态，其热媒温度也难以达到相应的设计值，这一情况在冬季时尤其明显。经过排查发现蒸发器的加热蒸汽取自于油库燃油伴热蒸汽管道，当蒸汽被输送至蒸发器入口处时其压力大约在0.2MPa，温度为120摄氏度，这一温度未达到设计要求，进而导致蒸发器出力不足。查明原因后，对蒸发器加热蒸汽系统进行了一定程度的改造，改造之后的热源主要来自于减温减压后的锅炉主蒸汽管道，蒸发器入口的蒸汽温度基本都在220摄氏度之上，满足相关设计需求。
②氨气管道堵塞：排查氨气管道堵塞时，主要是针对如下几个方面进行排查：首先利用肥皂水对氨气管道沿程的各个法兰面以及仪表接口进行检查，经认真排查后未发现存在泄漏点；其次，排查氨气管道沿程是否存在着堵塞现象，经过仔细排查确定氨气管道堵塞。针对这一故障，进行了如下的处理措施：当SCR烟气脱硝系统停止运行之后，对氨气管道滤网、流量计、阻火器等容易造成氨气管道堵塞的设备进行拆除，然后再利用压缩空气对管道进行吹扫处理，将管道之中的铁锈与积灰吹出，然后对拆除的设备进行清理，清理完成之后安装到位，经检测系统运行正常。
3.2喷氨均匀性不佳
系统运行过程中我们发现SCR反应器出口截面氮氧化物的分布存在着较大的偏差，局部逃逸氨浓度相对较高，经过分析，认为主要是由顶层催化剂入口氨氮摩尔比分布不均匀所造成的。SCR烟气脱硝系统在运行的过程之中，无法对SCR脱硝反应器入口烟道导流板等相关装置进行一定程度的调整，因此只能优化热态喷氮来对各个喷氨支管的喷氨量进行合理有效的分配。首先对脱硝反应器出口的氮氧浓度以及逃逸氨的分布情况进行一定程度的分析与研究，并在此基础之上对喷氨格栅各支管手动阀的开度进行调整，调整时需要结合相关参数及实际情况。调整完成之后，经过检测发现脱硝反应器出口截面的氮氧化物浓度分布的均匀性得到了有效的提升，且氮氧化物浓度分布偏差也出现了一定程度的下降。除此之外，氨体积分数发生了较为明显的降低。
结束语：
本文主要针对SCR烟气脱硝系统的运行方式及控制进行研究与分析。首先对SCR烟气脱硝系统进行了一定程度的介绍，具体从SCR烟气脱硝系统的工艺流程、氨气/空气喷射系统以及SCR喷氨自动控制系统三个方面进行了阐述。然后在此基础之上提出了催化剂活性、反应温度以及还原剂与氮氧化物含量的控制措施，指出这三项参数的合理控制对SCR烟气脱硝系统的正常运行有着十分重要的作用。最后针对氧气供应不足以及喷氨均匀性不佳两个常见的故障点提出了相应的解决措施。
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