燃煤機(jī)組SCR脫硝系統(tǒng)全負(fù)荷脫硝控制對策

孫捷 孫玉龍

摘 要：分析SCR脫硝系統(tǒng)最低運(yùn)行煙溫的影響因素，根據(jù)影響因素的變化制定啟停機(jī)低負(fù)荷SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)整策略；全負(fù)荷脫硝技術(shù)改造方案優(yōu)選。

關(guān)鍵詞：脫硝效率；催化劑；活性；全負(fù)荷脫硝技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.054

0 引言

隨著《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223-2011）的實(shí)施和 《煤電節(jié)能減排升級與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）》的印發(fā)，對于污染物排放要求逐漸提高，以燃煤為主的火電廠如何減少NOx、SO2等污染物的排放越來越受到重視。目前控制NOX最成熟的技術(shù)是選擇性催化還原法（SCR），近年來隨著全社會(huì)用電量的下降，由于燃煤機(jī)組參與調(diào)峰，電網(wǎng)調(diào)度頻繁啟停機(jī)及低負(fù)荷運(yùn)行情況越來越明顯，機(jī)組啟停機(jī)、低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)SCR脫硝反應(yīng)器入口煙溫低于催化劑最佳反應(yīng)溫度，造成SCR脫硝系統(tǒng)不能正常投運(yùn)。本文旨在通過分析SCR脫硝系統(tǒng)低溫運(yùn)行的影響因素，在未進(jìn)行脫硝系統(tǒng)技術(shù)改造的情況下，采取必要的運(yùn)行調(diào)整措施提高SCR反應(yīng)器入口溫度保證NOX達(dá)標(biāo)排放以及脫硝技術(shù)改造方案。

1 啟停機(jī)或低負(fù)荷提高SCR脫硝投運(yùn)率策略

1.1 啟停機(jī)運(yùn)行調(diào)整

SCR脫硝反應(yīng)器入口煙溫一般設(shè)計(jì)要求為320℃—420℃之間，當(dāng)機(jī)組啟停機(jī)或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，SCR反應(yīng)器中的煙氣溫度很難達(dá)到320℃，造成脫硝系統(tǒng)不能投運(yùn)，NOX排放超標(biāo)。故在機(jī)組啟停機(jī)時(shí)做到以下幾點(diǎn)：

（1）通過合理安排并及時(shí)將系統(tǒng)存在的缺陷消除，避免在機(jī)組啟動(dòng)階段由于輔機(jī)重要缺陷影響機(jī)組升負(fù)荷，從而造成脫硝投運(yùn)時(shí)間滯后。（2）啟機(jī)過程中能在并網(wǎng)前做的各類電氣試驗(yàn)、汽機(jī)、鍋爐試驗(yàn)盡量在并網(wǎng)前完成。（3）機(jī)組并網(wǎng)前要保證汽水品質(zhì)合格，及時(shí)化驗(yàn)水質(zhì)，及早升溫升壓升負(fù)荷。（4）空冷機(jī)組在鍋爐點(diǎn)火后，在滿足空冷最小流量的條件下，及時(shí)進(jìn)行空冷島沖洗，保證機(jī)組并網(wǎng)后，凝結(jié)水能短時(shí)間合格，不影響機(jī)組升負(fù)荷，從而盡早的投入脫硝系統(tǒng)。（5）鍋爐點(diǎn)火后，在燃燒穩(wěn)定的情況下，啟動(dòng)第二臺(tái)磨煤機(jī)時(shí)，必須啟動(dòng)上層磨煤機(jī)，以抬高爐膛火焰中心，提高鍋爐出口溫度，提高反應(yīng)器入口溫度。（6）在保證鍋爐受熱面、汽機(jī)缸溫升溫、升壓率符合要求的前提下，盡量快速升溫升壓，爐側(cè)配合燃燒調(diào)整，使鍋爐溫度穩(wěn)步升高，從而提高脫硝入口溫度。（7）機(jī)組停機(jī)時(shí)，在機(jī)組負(fù)荷300MW以前做好各項(xiàng)滑停準(zhǔn)備工作，以及適合做的各類實(shí)驗(yàn)，控制好鍋爐壁溫、汽機(jī)缸溫下降速率。

1.2 機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行調(diào)整

機(jī)組低負(fù)荷階段，通過鍋爐燃燒調(diào)整保證脫硝入口煙溫，使脫硝正常運(yùn)行。

（1）控制好磨組運(yùn)行方式，在機(jī)組低負(fù)荷時(shí)，必須保證上層磨煤機(jī)運(yùn)行，以提高爐膛火焰中心，提高鍋爐出口溫度，保證脫硝入口煙溫，使脫硝系統(tǒng)、催化劑安全運(yùn)行。

（2）預(yù)知的高峰時(shí)段來臨前應(yīng)完成爐膛吹灰，機(jī)組負(fù)荷或煙溫裕量不滿足時(shí)，嚴(yán)禁鍋爐大面積吹灰。

（3）利用送風(fēng)量、一次風(fēng)速的調(diào)節(jié)作用，提高鍋爐煙氣溫度。

（4）機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間較長時(shí)，運(yùn)行值班人員因及時(shí)向網(wǎng)調(diào)申請?zhí)岣邫C(jī)組負(fù)荷，保證機(jī)組40%負(fù)荷以上運(yùn)行，避免煙溫低退出脫硝系統(tǒng)。

2 脫硝系統(tǒng)通過技術(shù)改造提高反應(yīng)器入口溫度，提高脫硝系統(tǒng)投入率

全負(fù)荷脫硝技術(shù)一般分為兩類：一是催化劑改造為低溫催化劑或?qū)挏卮呋瘎勾呋瘎┰跈C(jī)組啟停機(jī)或機(jī)組低負(fù)荷煙溫低的情況下滿足催化劑運(yùn)行煙溫的要求。二是提高進(jìn)入脫硝反應(yīng)器入口煙溫，控制機(jī)組在任意負(fù)荷情況下反應(yīng)器的溫度在320℃—420℃之間。目前，低溫催化劑或?qū)挏卮呋瘎┥刑幱谘芯侩A段。采用提高脫硝反應(yīng)器入口煙溫的方法主要有以下幾種：（1）增加省煤器煙氣旁路；（2）設(shè)置省煤器水側(cè)旁路；（3）省煤器采取分段布置；（4）配置0號(hào)高加提高給水溫度。

2.1 增加省煤器煙氣旁路

在省煤器進(jìn)口位置的煙道上開孔，抽一部分煙氣至SCR接口處，設(shè)置煙氣擋板，增加部分鋼結(jié)構(gòu)。在低負(fù)荷時(shí)，通過抽取煙氣加熱省煤氣出口過來的煙氣，使低負(fù)荷時(shí)SCR入口處煙氣溫度達(dá)到320℃以上。

2.2 設(shè)置省煤器水側(cè)旁路

在省煤器進(jìn)口集箱以前設(shè)置調(diào)節(jié)閥和連接管道，將部分給水短路，直接引至懸吊管，減少給水在省煤器中的吸熱量，以達(dá)到提高省煤器出口煙溫的目的。

2.3 省煤器采取分段布置

在SCR反應(yīng)器后增設(shè)一定的省煤器熱面。給水直接引至位于SCR反應(yīng)器后面的省煤器，然后通過連接管道引至位于SCR反應(yīng)器前面的省煤器中，以減少SCR反應(yīng)器前省煤器的吸熱量，達(dá)到提高SCR反應(yīng)器入口溫度在320℃以上的目的，保證SCR可以任意負(fù)荷運(yùn)行。

2.4 配置0號(hào)高加提高給水溫度

通過配置0號(hào)高加，將汽輪機(jī)主蒸汽減溫減壓后給水進(jìn)行預(yù)加熱，提高給水溫度可以改善省煤器出口煙氣溫度，但給水溫度不能無限制提高，否則將影響鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3 結(jié)語

選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)（SCR），脫硝投入率與反應(yīng)器入口煙溫、煙氣中SO3含量、未反應(yīng)的NH3量存在著一定的函數(shù)關(guān)系，可根據(jù)現(xiàn)場情況合理控制噴氨量，減小氨逃逸量，采取方法抑制SO3的產(chǎn)生量，控制硫酸氫銨、硫酸銨的生成，避免造成催化劑堵塞、活性降低，空預(yù)器以及GGH換熱元件積灰、堵塞、腐蝕。未進(jìn)行脫硝系統(tǒng)技術(shù)改造，當(dāng)機(jī)組啟停機(jī)或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)可通過運(yùn)行調(diào)整盡快提供脫硝反應(yīng)器入口溫度，提高脫硝系統(tǒng)投入率是目前燃煤機(jī)組有效可行的方法。在日趨嚴(yán)格的環(huán)保政策限制下，實(shí)行全負(fù)荷脫硝是必行之路，各發(fā)電企業(yè)可根據(jù)自身的鍋爐設(shè)備布置、管道設(shè)計(jì)，改造量大小、投資成本、改造效果情況綜合考慮擇優(yōu)選取適合本企業(yè)的改造方案。

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作者簡介：孫捷（1981-），男，本科，工程師，主要從事發(fā)電廠環(huán)保管理工作。