李建路

摘 要：環(huán)保工作是我國為實現(xiàn)工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化新型四個現(xiàn)代化目標(biāo)的重要工作，也是為實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興道路上必須持續(xù)堅持的責(zé)任。華電萊州發(fā)電有限公司是剛剛成立不久的大型火力發(fā)電公司，其公司一期2×1050MW機組均配置脫硝系統(tǒng)，該系統(tǒng)均與發(fā)電機組同時設(shè)計、同時施工、同時投運。所以，環(huán)保工作的進(jìn)行與加強也是所有電力企業(yè)應(yīng)有的責(zé)任和義務(wù)。

關(guān)鍵詞：環(huán)保；氮氧化物；脫硝

0 前言

隨著我國工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化新型四個現(xiàn)代化目標(biāo)工作的推進(jìn)，環(huán)境保護(hù)工作的深入加強與硬性執(zhí)行是必須的過程和持久的目標(biāo)。作為電力企業(yè)，在為國家發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)的同時，環(huán)保工作的進(jìn)行與加強也是我們電力企業(yè)義不容辭的責(zé)任和義務(wù)。脫硝系統(tǒng)是當(dāng)前電力企業(yè)必須與發(fā)電機組同時設(shè)計、同時施工、同時投運的硬性規(guī)定系統(tǒng)，也是電力企業(yè)發(fā)電運行必須安裝的硬性設(shè)備之一。

華電萊州發(fā)電有限公司，是一座大型濱海花園式發(fā)電公司，其坐落在美麗的萊州灣。為配合當(dāng)前我國新型四個現(xiàn)代化工作的進(jìn)行，我公司積極響應(yīng)國家號召，不遺余力地開展各項環(huán)保工作，認(rèn)認(rèn)真真、一絲不茍，為我國環(huán)保工作的進(jìn)行做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。華電萊州發(fā)電有限公司一期2×1050MW機組均裝配脫硝系統(tǒng)。下面，我將結(jié)合運行中如何調(diào)整以及控制脫硝系統(tǒng)，給大家介紹一下我公司的情況。

1 脫硝系統(tǒng)的組成與原理

我們習(xí)慣上所說的“脫硝”，實際上是指脫除煙氣中的氮氧化物，而不是直接脫除“硝”。造成大氣污染的主要原因之一就是氮氧化物的排放（NOx）， NOx有以下幾種形式：NO、NO2、N2O、 N2O2、 N2O4、N2O5。而NO、NO2是重要的大氣污染物。氮氧化物的來源主要是煤炭的燃燒，所以合理調(diào)整、科學(xué)燃燒、環(huán)保運行，是我們電力人必做的工作與應(yīng)盡的責(zé)任。

降低NOx的排放主要有下面兩種措施：一種是通過各種技術(shù)手段降低鍋爐燃燒過程中NOx的生成量，就是低氮氧化物的燃燒技術(shù)，第二種就是對已生成的NOx進(jìn)行處理，就是煙氣脫硝技術(shù)。

低氮氧化物的燃燒技術(shù)主要有：低過量空氣系數(shù)、空氣分級燃燒、燃料分級燃燒、煙氣在循環(huán)、低NOx燃燒器。

煙氣脫硝技術(shù)主要有：干法、半干法、濕法三類。其中干法包括非催化還原法（SNCR）、選擇性催化還原法（SCR）、電子束聯(lián)合脫硫脫硝法；半干法有活性炭聯(lián)合脫硫脫硝法；濕法有臭氧氧化吸收法。

目前，干法脫硝占主流位置，主要原因是：NOx與SO2相比缺乏化學(xué)活性，難以被水溶液吸收；NOx經(jīng)還原后成為無毒的N2和H2O產(chǎn)生的副產(chǎn)品方便處理；濕法主要缺點是設(shè)備龐大且復(fù)雜，副產(chǎn)品較難處理，耗電率高（尤其是臭氧法），因此，在大機組的煙氣脫硝上目前沒有應(yīng)用。

NH3和尿素是良好的還原劑，我公司選用NH3作為還原劑。

選擇性催化還原法（SCR）是目前脫硝效率最高的，也是最成熟的脫硝技術(shù)之一。所以，華電萊州發(fā)電有限公司一期2×1050MW機組脫硝工藝均采用選擇性催化還原法（SCR）。確保在設(shè)計煤種及校核煤種、鍋爐在最大連續(xù)出力工況下（B-MCR）、處理100%煙氣量、SCR入口NOx濃度350mg/Nm3，情況下，脫硝效率不小于80%、NOx排放濃度不大于100mg/Nm3.其原理是：在一定溫度和催化劑的作用下，用氨（NH3）作還原劑，與煙氣中的NOx進(jìn)行反應(yīng)，生成氮氣和水，從而降低煙氣中的NOx排放?；瘜W(xué)反應(yīng)如下：

4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O

6NO2+8NH3=7N2+12H2O

NO+NO2+2NH3=2N2+3H2O

通過氨噴射器將氨噴射到反應(yīng)器上游煙道中，并使之與煙氣均勻混合。然后煙氣進(jìn)入反應(yīng)器中，并通過催化劑層，氨作為還原劑與煙氣中的NOx進(jìn)行反應(yīng)。

2 SCR煙氣脫硝系統(tǒng)分為兩個區(qū)域

SCR區(qū)和氨區(qū)。它由一系列分系統(tǒng)組成，包括：液氨卸料、存儲和蒸發(fā)系統(tǒng)；氨氣混合和蒸發(fā)系統(tǒng)；煙氣系統(tǒng)；蒸汽吹灰系統(tǒng)。

氨區(qū)系統(tǒng)包括：液氨卸料、存儲和蒸發(fā)系統(tǒng)。

SCR區(qū)系統(tǒng)：氨氣混合和噴射系統(tǒng)。

氨氣混合和噴射系統(tǒng)主要是利用空氣作為載體，將氨氣送入煙氣系統(tǒng)中。氨氣進(jìn)入混合器后與稀釋空氣進(jìn)行混合，比例不大于19：1，使混合氣體濃度大大低于爆炸極限（15.5～25%），以免混合氣體發(fā)生爆炸。系統(tǒng)包括2臺稀釋風(fēng)機、2個氨氣/空氣混合器、2臺氨噴射器。

煙氣系統(tǒng)。每臺鍋爐配置兩套煙氣系統(tǒng)，包括2套進(jìn)口煙道、2套出口煙道、2套頂部煙道及2套反應(yīng)器。

蒸汽吹灰系統(tǒng)。蒸汽吹灰系統(tǒng)主要是將催化劑中的積灰盡可能吹掃干凈，以免因死角造成催化劑失效，從而導(dǎo)致脫硝效率下降和反應(yīng)器煙氣阻力的增加。

SCR催化劑。每個反應(yīng)器中有三個催化劑層，催化劑為全陶瓷、整體具有活性的蜂窩式催化劑。每個反應(yīng)器中催化劑共有234塊，分三層布置。催化劑兩層運行一層備用。

SCR煙氣脫硝控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)基本原理：通過反饋控制供氨量，保持出口NOx值恒定，根據(jù)環(huán)保部要求，嚴(yán)格控制煙氣排放出口處NOx不大于100mg/Nm3。進(jìn)口NHX濃度與煙氣流量的乘積為NOx流量信號，然后此信號與所要求的NH3/NOx摩爾比相乘得到氨耗量信號。氨流量計算出后將信號送到控制器中，與實際氨流量進(jìn)行比較，對誤差信號進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，調(diào)整氨流量控制閥的開度。如果由于連鎖失效而不能調(diào)節(jié)噴氨，則立即關(guān)閉氨流量控制閥。

氨的供應(yīng)控制。對氨流量用溫度和壓力進(jìn)行修正。進(jìn)口NOx信號送入控制器，根據(jù)程序計算氨流量。用氨流量控制閥控制氨流量，從而控制器能保持出口NOx的濃度值。在氨供應(yīng)管道上有一個緊急切斷閥。如下連鎖條件任何一條滿足，將關(guān)閉切斷閥：

（1） 煙氣溫度低于305℃，高于420℃；

（2） 氨氣稀釋比例高于14%。

稀釋空氣的供應(yīng)控制。稀釋風(fēng)機提供到混合器中的稀釋空氣流量，也可用手動擋板進(jìn)行控制，一旦設(shè)定好空氣流量，將不再隨鍋爐負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)氨氣占整個混合氣體的比例約5%，計算稀釋空氣的流量。在低負(fù)荷或低NOx值時，氨氣濃度將低于5%。將空氣流量信號與氨流量信號相比得出稀釋比例，以控制在爆炸極限范圍內(nèi)。在混合器上游的氨氣管道上設(shè)有止回閥，防止倒流。

氨氣/空氣混合氣體的供應(yīng)控制。氨氣與稀釋空氣在混合器中混合，然后混合氣體進(jìn)入氨氣分配集箱，接著進(jìn)入各噴氨支管。每個支管上都有手動蝶閥和流量孔板，以保證混合氣體能均勻地噴入到煙氣中。

3 脫硝系統(tǒng)運行中的調(diào)整與注意事項

在鍋爐正常運行中，為降低燃燒過程中產(chǎn)生的NOx的生成量，配合脫硝系統(tǒng)的正常運行，同時采取以下幾方面措施：

（1）維持合理氧量，合理維持低的過量空氣系數(shù)，使煤粉缺氧燃燒。

（2）控制燃燒時爐膛各部溫度，防止產(chǎn)生局部高溫區(qū)，維持爐膛各部溫度基本均衡。

（3）堅持鍋爐本體吹灰制度，利用吹灰來控制各部壁溫均衡。

（4）調(diào)整各二次風(fēng)擋板開度，控制各部煙氣溫度均衡。

（5）降低燃燒溫度，使煙氣在高溫區(qū)停留時間縮短。

以下是正常運行中單側(cè)脫硝調(diào)整數(shù)據(jù)，氨氣母管壓力維持0.23MPa，日噴氨量3.6t左右。

4 后記

根據(jù)集控運行甲值統(tǒng)計，以#2鍋爐為例，自2014年6月至12月，連續(xù)7個月脫硝小指標(biāo)第一，其他的班組成績也不錯，一并受到公司的嘉獎。今后我們一定繼續(xù)努力，節(jié)能挖潛，把脫硝工作做的更好，為我國環(huán)保事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。