京隆電廠脫硝技術(shù)改造案例分析

彭中峰

摘 要：對京隆電廠鍋爐進(jìn)行脫硝系統(tǒng)改造，采取LNB+SCR模式改造，即低NOx燃燒技術(shù)+選擇性催化還原技術(shù)（SCR），將現(xiàn)有燃燒器改造為低NOx燃燒器（LNB）并在爐后省煤器與空預(yù)器之間增加一套完整的高灰型選擇性催化還原煙氣脫硝（SCR）工藝系統(tǒng)，使得最終出口煙氣中NOx的排放濃度滿足國標(biāo)排放限值100mg/Nm3，并對改造后的效果進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：燃燒器;LNB;SCR脫硝;改造;分析

中圖分類號： X773 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ? ? ? ? ? ?文章編號： 1673-1069（2016）30-166-2

0 ?引言

京隆電廠2*600MW亞臨界燃煤機(jī)組于2008年建成投產(chǎn)，鍋爐是由上海鍋爐廠設(shè)計生產(chǎn)制造，為四角切園燃燒鍋爐，鍋爐設(shè)計燃用煤種為煙煤，采用WR型垂直濃淡燃燒器，燃燒器頂部設(shè)有兩層CCOFA燃盡風(fēng)，無分離燃盡風(fēng)SOFA層，日常運(yùn)行中NOx排放濃度約400～711mg/Nm3，

遠(yuǎn)高于當(dāng)前國家新的環(huán)保要求（污染物排放標(biāo)準(zhǔn)≤

100mg/Nm3）。

為適應(yīng)國內(nèi)火電廠大氣污染物控制的發(fā)展需要，京隆電廠決定采取措施治理NOx排放。目前，國際通用的NOx治理措施為增加SCR脫硝裝置，就目前京隆電廠的情況，僅僅通過增加SCR脫硝設(shè)備，達(dá)不到環(huán)保部的要求，通過綜合分析，最終確定了經(jīng)濟(jì)有效的LNB+SCR脫硝改造技術(shù)路線，即通過低氮燃燒技術(shù)降低NOx排放值，達(dá)到較低NOx排放水平，再采用選擇性催化還原技術(shù)（SCR）措施進(jìn)一步降低NOx排放。

1 ?改造方案及方案實施安排

1.1 低NOx燃燒器系統(tǒng)改造

京隆電廠對鍋爐燃燒器進(jìn)行低NOx改造。改造方案為：

①保持一次風(fēng)標(biāo)高不變，增加燃盡風(fēng)組（FF、OFA）件。

②A層一次風(fēng)沿用等離子燃燒器，更換其他5層的燃燒器噴口、噴嘴體及彎頭，一次風(fēng)全部采用上下濃淡（B、D、F層下濃，C、E層上濃），中間帶穩(wěn)燃鈍體的燃燒器。

③在緊湊FF、OFA燃盡風(fēng)室兩側(cè)加裝貼壁風(fēng)。

④在一次風(fēng)射流方向保持不變的情況下，將AA層二次風(fēng)與OFA層二次風(fēng)與一次風(fēng)射流方向相同，其他二次風(fēng)改為與一次風(fēng)呈小角度偏置，順時針反向切入。同時，調(diào)整主燃燒器區(qū)一兩次風(fēng)噴口面積，使一次風(fēng)速滿足入爐煤種的燃燒特性要求，主燃燒器區(qū)的二次風(fēng)量適當(dāng)減小，形成縱向空氣分級。

⑤燃燒器采用新的擺動機(jī)構(gòu)，可以整體上下擺動。

⑥在主燃燒器上方6.5m處增加SOFA噴口，射流方向也與一次風(fēng)相同并分配足量的SOFA燃盡風(fēng)量，SOFA噴口可同時做上下左右擺動。

進(jìn)度及管理概況：#1機(jī)組LNB燃燒器改造于2013年4月15日燃燒器組件進(jìn)廠，4月23日#1機(jī)組停運(yùn)，開始實施改造項目，6月4日進(jìn)行水壓試驗，6月9日進(jìn)行風(fēng)壓試驗，隨即進(jìn)行冷態(tài)調(diào)試，實際施工工期41天。#2機(jī)組改造施工借鑒了1號機(jī)組的成功經(jīng)驗，在安全、質(zhì)量、進(jìn)度上齊抓共管，4月1日#2機(jī)組停運(yùn)，開始實施改造項目，5月9日水壓試驗，5月10日進(jìn)行風(fēng)壓試驗，全部一次性合格，實際施工工期37天，實現(xiàn)了即投產(chǎn)、即穩(wěn)定、即達(dá)標(biāo)的目標(biāo)。

1.2 SCR脫硝改造

在爐后省煤器與空預(yù)器之間增加一套完整的高灰型選擇性催化還原煙氣脫硝（SCR）工藝系統(tǒng)（圖1），包括：催化劑、反應(yīng)器、氨氣制備系統(tǒng)、氨噴射與混合系統(tǒng)及監(jiān)測系統(tǒng)等。

<E：＼123＼中小企業(yè)管理與科技·下旬刊201610＼97-197＼56-1.jpg>

圖1 ?高灰型SCR工藝系統(tǒng)

催化劑采用德國雅佶隆板式催化劑，層數(shù) “2+1”設(shè)置，采用“渦流式”氨氣噴射混合系統(tǒng)。配置蒸汽吹灰系統(tǒng)和聲波吹灰器系統(tǒng)。還原劑采用液氨，建設(shè)三臺100m3液氨儲罐及配套蒸發(fā)區(qū)和相應(yīng)設(shè)施。

進(jìn)度及管理概況：脫硝土建施工2012年12月下旬開工，#1機(jī)組脫硝主體工程利用A修58天時間于2013年6月如期完工， 2號機(jī)組脫硝施工組織準(zhǔn)備與1號機(jī)組脫硝工程同步進(jìn)行。2013年8月中旬，#2機(jī)組爐外部分集中施工，至年底完成了反應(yīng)區(qū)煙道配制組合、鋼結(jié)構(gòu)及反應(yīng)器本體安裝和催化劑吊裝主要工作，2014年春節(jié)后復(fù)工，建設(shè)施工充分借鑒了1號機(jī)組的成功經(jīng)驗，在安全、質(zhì)量、進(jìn)度上齊抓共管，利用A修48天時間于5月19日完工，比1號機(jī)組提前10天，比公司計劃提前近半月，實現(xiàn)了即投產(chǎn)、即穩(wěn)定、即達(dá)標(biāo)的目標(biāo)。

2 ?改造經(jīng)濟(jì)性分析

京隆電廠鍋爐原始NOx排放濃度約為400～711mg/Nm3，年排放NOx總量約16349噸（機(jī)組利用按5500小時/年計算）。采取LNB+SCR脫硝技術(shù)措施可以將NOx排放濃度控制到100mg/Nm3以下后，年NOx減排總量約14050噸，對改善當(dāng)?shù)氐拇髿猸h(huán)境有著重要作用，不會對環(huán)境造成新的二次污染，且社會效益顯著。

2.1 社會效益

火電廠排放的NOx除形成酸雨外，還會與碳?xì)浠衔锓磻?yīng)生成致癌物質(zhì)，對人體造成嚴(yán)重影響。京隆電廠煙氣脫硝改造工程實施后，電廠的NOx排污費大幅度減少，每年將減少NOx排污收費約885萬元。因此，通過脫硝工程的實施大幅度減少NOx排放，將有助于改善當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)境，具有良好的宏觀社會效益。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)相關(guān)計算參數(shù)，測算出脫硝改造系統(tǒng)的年運(yùn)行成本（如表1）：京隆電廠脫硝運(yùn)行成本為4914.25萬元/年，單位NOx減排成本為3.16元/kgNOx，含稅供電成本增加0.00743元/kW.h。京隆電廠實施脫硝技術(shù)改造后，每年可減排NOx約14050噸。按照當(dāng)前脫硝電價補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)（8厘/kW.h），脫硝系統(tǒng)投運(yùn)后，可獲得上網(wǎng)電價補(bǔ)貼5280萬元/年，彌補(bǔ)一些京隆電廠脫硝運(yùn)行費用。

表1 ?經(jīng)濟(jì)效益分析匯總表

[脫硝運(yùn)行成本核算（兩臺爐）＼&序號＼&內(nèi)容＼&單位＼&資金（萬元）＼&1＼&總投資（不含低氮燃燒）＼&＼&16321.68＼&項目投資＼&萬元＼&14727.68＼&基建期利息＼&萬元＼&1594.00＼&2＼&變動成本＼&萬元＼&3091.39＼&還原劑＼&萬元＼&1769.04＼&電耗＼&萬元＼&67.01＼&蒸汽＼&萬元＼&146.67＼&催化劑（每3年換一層）（單價3.7萬元/m3，合計1480m3）＼&萬元＼&1108.67＼&3＼&固定成本＼&萬元＼&1822.86＼&折舊費（20年，殘值5%）＼&萬元＼&775.28＼&設(shè)備修理費（設(shè)備費的2.0%）＼&萬元＼& 157.58＼&運(yùn)行及維護(hù)費用＼&萬元＼&250.00＼&貸款利息（年平均）＼&萬元＼&640.00＼&4＼&年運(yùn)行總成本＼&萬元＼&4914.25＼&系統(tǒng)年成本（變動+固定）＼&萬元＼&4914.25＼&5＼&單位發(fā)電成本＼&元/KWh＼&0.00683 ＼&6＼&單位供電成本＼&元/KWh＼&0.0074＼&供電收益＼&元/KWh＼&0.01000＼&7＼&增加盈利能力＼&＼&1699.41 ＼&]

3 ?結(jié)論

京隆電廠實施LNB+SCR脫硝技術(shù)改造后，脫硝效率達(dá)到了75%以上，脫硝系統(tǒng)出口的氮氧化物濃度降到了70mg/Nm3以下、氨逃逸率小于2ppm;SO2/SO3轉(zhuǎn)化率小于1%;各項指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計值，各項性能均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，為當(dāng)?shù)卮髿赓|(zhì)量的提高貢獻(xiàn)了力量。