王登香

（大唐淮南洛河發(fā)電廠，安徽 淮南 232008）

提高SCR系統(tǒng)脫硝效率及投運(yùn)率的措施

王登香

（大唐淮南洛河發(fā)電廠，安徽 淮南 232008）

介紹了某電廠SCR系統(tǒng)的運(yùn)行情況，分析了造成其脫硝效率和投運(yùn)率低的原因，并從優(yōu)化燃燒控制、加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整、合理使用燃燒器擺角等方面采取了針對(duì)性的措施，提高了SCR系統(tǒng)的脫硝效率和投運(yùn)率。

煙氣脫硝；選擇性催化還原；投運(yùn)率

0 引言

為了降低煙氣污染物的排放量，同時(shí)保護(hù)環(huán)境和改善電廠及其周邊地區(qū)的空氣質(zhì)量，某電廠對(duì)3期工程2×630 MW超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組實(shí)施了煙氣脫硝改造。脫硝系統(tǒng)采用SCR(selective catalytic reduction，選擇性催化還原)技術(shù)，即以尿素作為還原劑，經(jīng)熱解、升溫和霧化后，煙氣中的NOx在催化劑作用下，生成無污染的氣體后排放到大氣中。脫硝裝置的設(shè)計(jì)煙氣處理能力以鍋爐BMCR(boiler maximum continuous rating，鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量)工況時(shí)的100 %煙氣量為參考，脫硝效率不得小于82 %，NOx排放濃度不得超過100 mg/Nm3，氨的逃逸率不得大于3 ppm。

1 脫硝系統(tǒng)運(yùn)行情況

5，6號(hào)爐脫硝系統(tǒng)分別于2012年6月和2011年12月投入運(yùn)行，在運(yùn)行過程中各項(xiàng)指標(biāo)基本正常，但在夜間因機(jī)組負(fù)荷低，煙氣溫度達(dá)不到催化劑的使用溫度，造成脫硝系統(tǒng)頻繁解列，增大了煙氣中NOx的排放濃度。在冬季環(huán)境溫度較低時(shí)，由于脫硝系統(tǒng)解列后，尿素噴槍流通處的殘余水結(jié)冰或尿素溶液結(jié)晶，造成脫硝系統(tǒng)不能及時(shí)投運(yùn)，導(dǎo)致脫硝投運(yùn)率和脫硝效率較低。

該地區(qū)脫硝電價(jià)補(bǔ)償從2013年1月開始執(zhí)行，但因3期2臺(tái)機(jī)組脫硝系統(tǒng)的投運(yùn)率及效率達(dá)不到要求，未能充分享受脫硝電價(jià)補(bǔ)償。根據(jù)脫硝電量的計(jì)算方法，只有脫硝SCR反應(yīng)器出口濃度應(yīng)小于100 mg/Nm3、脫銷效率大于70 %且綜合效率達(dá)70 %時(shí)，機(jī)組的發(fā)電量才計(jì)入脫硝電價(jià)，才能正常享受脫硝電價(jià)補(bǔ)償。

結(jié)合該廠鍋爐的實(shí)際情況，經(jīng)過認(rèn)真分析，發(fā)現(xiàn)了造成SCR系統(tǒng)脫硝效率和投運(yùn)率低的主要因素有如下幾點(diǎn)。

(1) 運(yùn)行調(diào)整不合理。在機(jī)組運(yùn)行過程中，不能及時(shí)根據(jù)燃料品質(zhì)的變化調(diào)整鍋爐總風(fēng)量，導(dǎo)致脫硝SCR進(jìn)口NOx含量變化過大，造成出口NOx濃度超限。

(2) 脫硝系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤緩慢。在機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)，脫硝系統(tǒng)尿素噴槍自動(dòng)跟蹤速度緩慢，氨氣進(jìn)氣量不夠，造成SCR出口NOx濃度超限。

(3) 燃燒器擺角幅度偏小。在機(jī)組負(fù)荷低時(shí)，四角切圓燃燒鍋爐可利用燃燒器上擺，提高鍋爐火焰中心高度，以提高煙氣溫度和再熱汽溫。但若燃燒器擺角幅度偏小，則可能導(dǎo)致煙氣溫度和再熱汽溫偏低，甚至導(dǎo)致脫硝系統(tǒng)解列。

(4) 吹灰頻率和方式不合理。燃煤鍋爐燃燒后產(chǎn)生的飛灰部分存積在受熱面上，若一次性爐本體吹灰完全，雖然能短時(shí)提高蒸汽參數(shù)，但也造成夜間低負(fù)荷時(shí)煙溫降低，造成脫硝系統(tǒng)解列的后果。

(5) 機(jī)組負(fù)荷的影響。該廠3期2臺(tái)機(jī)組夜間負(fù)荷較低，運(yùn)行磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)較少，火焰中心溫度降低，造成煙溫和再熱汽溫達(dá)不到設(shè)計(jì)值，導(dǎo)致SCR脫硝效率低。

(6) 脫硝系統(tǒng)解列后尿素噴槍堵塞或結(jié)冰。冬季脫硝系統(tǒng)解列后自動(dòng)進(jìn)行水沖洗，但由于水壓過低不能徹底將噴槍內(nèi)殘留的尿素溶液沖洗干凈，或水留存在噴槍內(nèi)結(jié)冰，導(dǎo)致脫硝系統(tǒng)在滿足投運(yùn)條件時(shí)不能及時(shí)投運(yùn)。

(7) 脫硝系統(tǒng)的CEMS(continuous emission monitoring system，煙氣在線監(jiān)控系統(tǒng))吹掃時(shí)間不合理。脫硝系統(tǒng)的CEMS測(cè)量裝置需定時(shí)吹掃，以防止煙氣中的灰塵堵塞測(cè)量元件，影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；但CEMS測(cè)量裝置吹掃時(shí)間與調(diào)度脫硝參數(shù)的打點(diǎn)時(shí)間重合，造成CEMS吹掃時(shí)數(shù)據(jù)不合格，影響脫硝電量的計(jì)算。

2 采取的措施

2.1 優(yōu)化燃燒控制

對(duì)燃燒過程進(jìn)行分級(jí)控制，在富燃料區(qū)使主燃燒區(qū)保持在適當(dāng)?shù)娜毖鯛顟B(tài)。在燃燒的末級(jí)階段，用SOFA(separated over fire air，分隔燃燼風(fēng))對(duì)未完全燃燒的煤粉進(jìn)行氧氣補(bǔ)充，使其進(jìn)行再燃燒，以降低爐內(nèi)中心溫度，減少NOx的產(chǎn)生。根據(jù)此控制方法，脫硝反應(yīng)器的入口NOx濃度由原來設(shè)計(jì)的440 mg/Nm3左右降至330 mg/Nm3左右，為脫硝反應(yīng)器的出口NOx濃度降到100 mg/Nm3以下提供了有利條件，并且減少了噴氨量，降低了運(yùn)行成本。

2.2 加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整

根據(jù)機(jī)組負(fù)荷和燃料品質(zhì)的變化，提前手動(dòng)干預(yù)尿素噴槍的噴氣量，確保SCR出口NOx濃度在100 mg/Nm3以下。

2.3 合理使用燃燒器擺角

當(dāng)機(jī)組負(fù)荷較高時(shí)，將燃燒器下擺，以降低煙氣溫度，減少再熱器減溫水的使用量，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷較低時(shí)，將燃燒器上擺，提高再熱汽溫和煙氣溫度，避免脫硝系統(tǒng)解列。

2.4 改變鍋爐本體吹灰方式和頻率

鍋爐本體原每隔1天進(jìn)行本體全面吹灰1次，吹灰后蒸汽參數(shù)可顯著提高，但再熱器減溫水的使用量明顯增加，實(shí)際上并未真正提高機(jī)組的綜合效率；同時(shí)，在機(jī)組負(fù)荷降低時(shí)，易導(dǎo)致脫硝系統(tǒng)解列。當(dāng)?shù)?天不吹灰時(shí)，再熱汽溫明顯降低。通過按單、雙號(hào)吹灰器每天進(jìn)行吹灰的方式，保證了再熱汽溫，減少了再熱器減溫水的使用量，提高了機(jī)組的綜合效率，也避免了脫硝系統(tǒng)在機(jī)組低負(fù)荷時(shí)因煙溫低而解列的風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 在熱解爐噴槍處加蓋板房和提高沖洗水壓

冬季脫硝系統(tǒng)解列后，由于尿素噴槍水壓過低，噴槍內(nèi)的殘留物易結(jié)冰或結(jié)晶。通過加大水壓和加蓋板房，可使尿素噴槍被沖洗干凈，同時(shí)避免噴槍內(nèi)殘留物結(jié)冰或結(jié)晶，確保脫硝系統(tǒng)在具備投運(yùn)條件時(shí)能及時(shí)投運(yùn)，提高脫硝系統(tǒng)的投運(yùn)率。

2.6 合理變更脫硝系統(tǒng)的CEMS測(cè)量裝置吹掃時(shí)間

修改CEMS測(cè)量裝置吹掃時(shí)間，避開整點(diǎn)調(diào)度打點(diǎn)時(shí)間，既保證了CEMS裝置正常測(cè)量，也保證了調(diào)度打點(diǎn)數(shù)據(jù)合格，提高了脫硝合格率。

2.7 合理利用國家政策

當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷需求下降時(shí)，應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)移負(fù)荷，確保1臺(tái)爐脫硝系統(tǒng)能正常運(yùn)行，以享受脫硝電量補(bǔ)貼。可將停運(yùn)脫硝系統(tǒng)的另1臺(tái)機(jī)組負(fù)荷降至50 %以下，從而提高脫硝系統(tǒng)的投運(yùn)率。

3 結(jié)束語

通過采取低氮燃燒技術(shù)，加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整，改變鍋爐本體吹灰方式和頻率等措施，并且在運(yùn)行人員精心調(diào)整下，該廠3期的脫硝電量補(bǔ)貼從低于80 %提高到96 %～99 %。這樣，不僅降低了NOx的排放量，也獲得了突出的經(jīng)濟(jì)效益，每年多爭取脫硝電價(jià)補(bǔ)貼1 000萬元以上。

2014-01-15

王登香(1974-)，男，工程師，主要從事火電廠運(yùn)行管理工作，email：wangdengxiang3685@163.com。