摘要：大颗粒灰特别是爆米花灰的堵塞，是导致高尘布置的选择性催化还原(SCR)系统失去脱硝作用的主要原因之一，同时大颗粒灰堵塞催化剂床层严重影响锅炉主机的安全稳定运行。介绍了国外发达国家和地区的应对措施及先进技术，同时例举了国内外成功的工程案例，为预防大颗粒灰堵塞提供有益借鉴。

我国“十二五”期间将NO 排放浓度首次列入约束性指标体系，要求在2010年的基础上减少10% ，NO 排放已经成为我国“十二五”污染物减排的重点 。在深化节能减排背景下，脱硝事业蓬勃发展，据环境保护部预测，到2015年我国需要新增烟气脱硝容量8.17亿kW ，为了实现新颁布《燃煤电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)的要求，现役7.07亿kW 火电机组中，约有9O% 的机组需要进行脱硝改造 ，即几乎所有电站锅炉需要加装脱硝装置，而我国执行的世界上最为严格的NO 排放标准也决定了绝大部分燃煤电站锅炉需要采用SCR脱硝装置。由于我国电站锅炉的SCR脱硝装置全部采用高尘布置，所以大颗粒灰堵塞将是威胁机组安全稳定运行重要因素，如何应对大颗粒灰对脱硝系统带来的危害，是摆在我们面前紧迫的课题。SCR法脱硝技术在发达国家和地区得到了长期广泛的应用，并且积累了成熟的运行经验及事故应对措施，充分借鉴发达国家和地区的经验，结合国内实际情况，是应对大颗粒灰堵塞的捷径。

1 大颗粒灰造成的危害

大颗粒灰特别是“爆米花灰”，是一种低密度灰，疏松多孔，密度多小于水，外形不规则，很容易达到10mm及以上的尺寸，多形成于锅炉受热面表面，较难通过烟道的扩展降低流速手段使其沉降。无论是蜂窝式催化剂还是平板式催化剂，大颗粒灰只要被烟气携带到催化剂表面均会导致催化剂的堵塞，削弱整套脱硝系统的脱硝能力，一旦部分通道被堵塞，灰的堵塞面积会快速增加，致使SCR系统失去效用。我国燃煤机组燃用煤种多变，部分锅炉燃烧状况恶化，容易产生爆米花灰，而且我国脱硝装置几乎全部为高尘布置的无旁路系统，一旦出现堵塞现象会直接导致主机组非计划停机。为了防止大颗粒飞灰的堵塞，在脱硝系统设计中，发达国家和地区的一般做法是在催化剂上游应用计算流体动力学技术优化设计灰斗、设置滤网等预除尘设备，以去除烟气中携带的大颗粒飞灰。

2 防止大颗粒灰危害的技术及措施

2.1 省煤器灰斗空气动力学优化

省煤器灰斗优化主要借助计算流体动力学技术进行，通过优化灰斗外形，组织流场依靠惯性将大颗粒灰引至灰斗，将大部分大颗粒灰分离。图1为常规灰斗设计，省煤器出口后墙与灰斗边缘处于同一平面，这样设计导致部分大颗粒灰随烟气进入水平烟道，通过扩大省煤器灰斗，将大颗粒灰引至灰斗侧壁对其捕集是目前国外流行的灰斗设计(见图2)，大颗粒灰与灰斗碰撞后基本被灰斗捕集。

在不具备对省煤器出口及灰斗外形进行优化的条件下，在省煤器出口灰斗之上加装导流挡板便成为一种行之有效的手段。国外在应对大颗粒灰堵塞研究方面做了较多工作。在SCR之前收集大颗粒灰的最佳位置在省煤器出口，主要原因是通过灰斗速度相对较低，同时烟气向下流动然后流动方向转动90。，灰颗粒在初始动力和重力的共同作用下，颗粒被惯性分离出来，没有挡板的颗粒较多的进入水平烟道，前往催化剂床层，加装挡板后，大部分颗粒被导流至灰斗壁面，与灰斗壁面碰撞后落入灰斗，从而实现对大颗粒灰的有效收集。

2.2 加装大灰滤网

2.2.1 滤网寿命

滤网的侵蚀速度决定了其使用寿命，与灰的浓度以及烟气流速等因素关系密切，侵蚀方程如下：

E = CMV

式中：E为滤网侵蚀速率;C为常数项;M为固体流率(灰负荷);V为烟气速度;n指数项(n～2.5)。