盧小川 孫小鋒

(四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司,四川廣安 638000)

火電機(jī)組脫硝系統(tǒng)投入后相關(guān)問題探討

盧小川 孫小鋒

(四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司,四川廣安 638000)

為了貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國大氣污染防治法》和《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,廣安電廠600MW機(jī)組相繼投入脫硝系統(tǒng),伴隨著脫硝系統(tǒng)的投入,電廠鍋爐運行出現(xiàn)了很多隱患及問題,尤其是空預(yù)器的堵塞,以及如何降低氮氧化物產(chǎn)生量等等。

環(huán)保 脫硝 鍋爐燃燒 技改

由于環(huán)保方面的要求，廣安電廠三期#61、#62機(jī)組相繼投入脫硝系統(tǒng)。由于脫硝系統(tǒng)的投入，面臨兩大問題需要解決:

首先安全方面，首先脫硝系統(tǒng)的投入加速了空預(yù)器的堵塞，其次就是經(jīng)濟(jì)方面，如何降低脫硝氨耗量也成為當(dāng)前公司節(jié)能的一個新課題。以下引風(fēng)機(jī)電流和空預(yù)器差壓對比，可以看出脫硝系統(tǒng)投入一個月后空預(yù)器堵塞加重，各項經(jīng)濟(jì)指標(biāo)下降。發(fā)電負(fù)荷380MW，同等送風(fēng)情況下，引風(fēng)機(jī)電流脫硝投運前205A，脫硝投運后216A，空預(yù)器壓差投運前0.65Kpa，投入后1.43Kpa；發(fā)電負(fù)荷420MW，引風(fēng)機(jī)電流脫硝投運前223A，脫硝投運后238A，空預(yù)器壓差投運前0.71Kpa，投運后1.53Kpa；發(fā)電負(fù)荷450MW，引風(fēng)機(jī)電流脫硝投運前231A，脫硝投運后248A，空預(yù)器壓差投運前0.86Kpa，投運后1.76Kpa；發(fā)電負(fù)荷480MW，引風(fēng)機(jī)電流脫硝投運前243A，脫硝投運后265A，空預(yù)器壓差投運前0.97Kpa，投運后1.88Kpa。

經(jīng)過研究分析發(fā)現(xiàn)空預(yù)器堵塞主要原因有2點:

(1)當(dāng)前公司燃用的煤種硫份較高，冬季汽溫較低，而暖風(fēng)器投入率低(發(fā)生泄漏隔離)，導(dǎo)致空預(yù)器發(fā)生低溫腐蝕，而脫硝系統(tǒng)的投入加劇了這一過程，導(dǎo)致空預(yù)器積灰嚴(yán)重。介于這種情況，機(jī)組的空預(yù)器冷端及熱端吹灰壓力由原先的1.5MPa提升至2.3MPa，每8個小時投入冷端及熱端吹灰器一個流程。由于空預(yù)器冷端更容易積灰，如果空預(yù)器堵塞嚴(yán)重便對其冷端進(jìn)行連續(xù)吹灰，直至空預(yù)器差壓下降至正常范圍。其次就是從燃運配煤方面著手，不僅熱值、揮發(fā)分摻配，而且對其硫份進(jìn)行摻配，同時滿足環(huán)保及安全的要求。

(2)脫硝系統(tǒng)噴氨量的多少直接影響空預(yù)器的堵塞程度。因此在脫硝系統(tǒng)投入初期，應(yīng)當(dāng)重視脫硝系統(tǒng)氨耗量的分析研究。降低氨耗量不僅是經(jīng)濟(jì)方面的要求，也是安全方面的要求，通過分析發(fā)現(xiàn)氨耗量大的根本原因有以下幾點:

(1)煤質(zhì)因素；

(2)燃燒控制因素(包括各個負(fù)荷的配風(fēng)及制粉系統(tǒng)運行方式)；

(3)人員調(diào)整因素:運行人員對新設(shè)備特性不熟調(diào)整幅度過大、運行人員對催化反應(yīng)滯后把握不準(zhǔn)；

(4)設(shè)備原因:噴氨管道管徑大、調(diào)門精度差、噴氨調(diào)門自動投入率低。

降低氨耗量的重點就是降低氮氧化物產(chǎn)生量:介于煤質(zhì)方面的影響因素解決問題主要方法就是配煤方面保證燃燒穩(wěn)定，由于廣安電廠三期600MW機(jī)組燃燒方式為前后墻直吹式對沖燃燒方式，燃燒器為低氮旋流燃燒器，而Nox主要生成區(qū)域就在燃燒器出口，因此穩(wěn)定的燃燒下燃燒器區(qū)域產(chǎn)生的氮氧化物就會極大降低。

其次就是燃燒方式也是降低Nox排放量的最重要的一點，而從哪里著手調(diào)整首先就要知道Nox如何產(chǎn)生的，簡單說就是空氣中的氮氣在高溫有氧的地方就會發(fā)生反應(yīng)生成氮氧化物。如何控制燃燒器出口區(qū)域的含氧量就是重點:

(1)合理優(yōu)化磨煤機(jī)運行臺數(shù)，低負(fù)荷情況下能運行4臺磨煤機(jī)就不要運行5臺磨煤機(jī)，因為集中燃燒情況下燃燒器區(qū)域相應(yīng)剩余氧量較低，因此能極大降低Nox生成量。負(fù)荷360MW，5臺磨煤機(jī)運行時爐膛出口Nox排放量為734mg/Nm3，4臺磨煤機(jī)運行時為516mg/Nm3。(2)合理的配風(fēng)也能極大降低Nox排放量:首先分級配風(fēng)是關(guān)鍵，保證燃燒允許的情況下開大三次風(fēng)及燃盡風(fēng)，控制燃燒器區(qū)域相對缺氧狀態(tài)也能控制Nox 生成量，但是對燃盡風(fēng)也有一定要求，那就是燃盡風(fēng)設(shè)計的剛性要足夠，不然后期補氧不充分，會極大提高飛灰可燃物含量，降低鍋爐燃燒效率。配風(fēng)方式針對性要強，要做到分負(fù)荷段改變配風(fēng)，高負(fù)荷情況下三次風(fēng)及燃盡風(fēng)開度需要逐漸開大，滿負(fù)荷時燃盡風(fēng)開度〉60%，三次風(fēng)開度〉60%。以下是不同燃盡風(fēng)情況下的Nox排放量，負(fù)荷500M，燃盡風(fēng)開度30%開度下爐膛出口Nox排放量為892mg/Nm3，燃盡風(fēng)開度60%開度下為827mg/Nm3。

鑒于以上的因素為了減少Nox生成我們對燃燒方面進(jìn)行了如下優(yōu)化:

(1)保證磨煤機(jī)處于高出力運行，避免出現(xiàn)高磨煤機(jī)臺數(shù)、低磨煤機(jī)負(fù)荷這種工況出現(xiàn)。

(2)在燃燒允許的情況下開大各燃燒器三次門，控制燃盡風(fēng)開度上限運行。

(3)燃燒穩(wěn)定是關(guān)鍵，不穩(wěn)定的燃燒會產(chǎn)生更多的Nox，因此以上兩點也是相對的，只是一個調(diào)整方向。找到一個合適燃燒方式才是關(guān)鍵，因此各種調(diào)整也是相對的，不同的鍋爐，不同的燃燒器調(diào)整區(qū)別也是很大的。

(4)加強燃運上煤和配煤系統(tǒng)的管理，和關(guān)聯(lián)部門做好溝通協(xié)調(diào)，保證均勻煤質(zhì)上倉，加強燃運系統(tǒng)缺陷管理，提高設(shè)備健康度，保證摻配質(zhì)量也是很關(guān)鍵的。

從設(shè)備優(yōu)化方面降低氨耗量，而當(dāng)前設(shè)備有以下幾個問題:

(1)噴氨管道管徑過大，噴氨量控制精度低，控制氮氧化物排放合格就需要壓低控制值，因此導(dǎo)致氨耗量增大。

(2)噴氨調(diào)門常處于非線性調(diào)整區(qū)，且機(jī)組正常運行時候噴氨調(diào)門開度〈5%，調(diào)整線性差不易控制。

對策措施:

(1)前期對噴氨調(diào)門前法蘭加裝120mm節(jié)流孔板，控制噴氨量，盡量使調(diào)門處于可調(diào)區(qū)間，擴(kuò)大調(diào)整范圍。

(2)在SCR區(qū)噴氨管道另裝管徑33mm小旁路及調(diào)門，以備低負(fù)荷使用，提高各負(fù)荷下調(diào)整精度減少液氨浪費。

設(shè)備角度解決調(diào)整困難問題，因此控制員能夠精確調(diào)整，保證環(huán)保指標(biāo)同時減少液氨浪費，緩解了空預(yù)器堵塞。 通過不斷的提高與改進(jìn)，三期機(jī)組液氨單耗由5.4Nm3/萬KW.h降低至4.2Nm3/萬KW.h，空預(yù)器堵塞情況也逐漸可控。由于當(dāng)前國家環(huán)保力度逐漸加大，相信火電機(jī)組陸陸續(xù)續(xù)都會投入脫硝系統(tǒng)，因此如何安全經(jīng)濟(jì)運行脫硝系統(tǒng)是當(dāng)前一個大課題，還需要不斷摸索才能更加完善。