燃煤機組SCR脫硝系統全負荷脫硝控制對策

孫捷 孫玉龍

摘 要：分析SCR脫硝系統最低運行煙溫的影響因素，根據影響因素的變化制定啟停機低負荷SCR脫硝系統運行調整策略；全負荷脫硝技術改造方案優選。

關鍵詞：脫硝效率；催化劑；活性；全負荷脫硝技術

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準》（GB 13223-2011）的實施和 《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年）》的印發，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最成熟的技術是選擇性催化還原法（SCR），近年來隨著全社會用電量的下降，由于燃煤機組參與調峰，電網調度頻繁啟停機及低負荷運行情況越來越明顯，機組啟停機、低負荷運行時SCR脫硝反應器入口煙溫低于催化劑最佳反應溫度，造成SCR脫硝系統不能正常投運。本文旨在通過分析SCR脫硝系統低溫運行的影響因素，在未進行脫硝系統技術改造的情況下，采取必要的運行調整措施提高SCR反應器入口溫度保證NOX達標排放以及脫硝技術改造方案。

1 啟停機或低負荷提高SCR脫硝投運率策略

1.1 啟停機運行調整

SCR脫硝反應器入口煙溫一般設計要求為320℃—420℃之間，當機組啟停機或低負荷運行時，SCR反應器中的煙氣溫度很難達到320℃，造成脫硝系統不能投運，NOX排放超標。故在機組啟停機時做到以下幾點：

（1）通過合理安排并及時將系統存在的缺陷消除，避免在機組啟動階段由于輔機重要缺陷影響機組升負荷，從而造成脫硝投運時間滯后。（2）啟機過程中能在并網前做的各類電氣試驗、汽機、鍋爐試驗盡量在并網前完成。（3）機組并網前要保證汽水品質合格，及時化驗水質，及早升溫升壓升負荷。（4）空冷機組在鍋爐點火后，在滿足空冷最小流量的條件下，及時進行空冷島沖洗，保證機組并網后，凝結水能短時間合格，不影響機組升負荷，從而盡早的投入脫硝系統。（5）鍋爐點火后，在燃燒穩定的情況下，啟動第二臺磨煤機時，必須啟動上層磨煤機，以抬高爐膛火焰中心，提高鍋爐出口溫度，提高反應器入口溫度。（6）在保證鍋爐受熱面、汽機缸溫升溫、升壓率符合要求的前提下，盡量快速升溫升壓，爐側配合燃燒調整，使鍋爐溫度穩步升高，從而提高脫硝入口溫度。（7）機組停機時，在機組負荷300MW以前做好各項滑停準備工作，以及適合做的各類實驗，控制好鍋爐壁溫、汽機缸溫下降速率。

1.2 機組低負荷運行調整

機組低負荷階段，通過鍋爐燃燒調整保證脫硝入口煙溫，使脫硝正常運行。

（1）控制好磨組運行方式，在機組低負荷時，必須保證上層磨煤機運行，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、催化劑安全運行。

（2）預知的高峰時段來臨前應完成爐膛吹灰，機組負荷或煙溫裕量不滿足時，嚴禁鍋爐大面積吹灰。

（3）利用送風量、一次風速的調節作用，提高鍋爐煙氣溫度。

（4）機組低負荷運行時間較長時，運行值班人員因及時向網調申請提高機組負荷，保證機組40%負荷以上運行，避免煙溫低退出脫硝系統。

2 脫硝系統通過技術改造提高反應器入口溫度，提高脫硝系統投入率

全負荷脫硝技術一般分為兩類：一是催化劑改造為低溫催化劑或寬溫催化劑，使催化劑在機組啟停機或機組低負荷煙溫低的情況下滿足催化劑運行煙溫的要求。二是提高進入脫硝反應器入口煙溫，控制機組在任意負荷情況下反應器的溫度在320℃—420℃之間。目前，低溫催化劑或寬溫催化劑尚處于研究階段。采用提高脫硝反應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）設置省煤器水側旁路；（3）省煤器采取分段布置；（4）配置0號高加提高給水溫度。

2.1 增加省煤器煙氣旁路

在省煤器進口位置的煙道上開孔，抽一部分煙氣至SCR接口處，設置煙氣擋板，增加部分鋼結構。在低負荷時，通過抽取煙氣加熱省煤氣出口過來的煙氣，使低負荷時SCR入口處煙氣溫度達到320℃以上。

2.2 設置省煤器水側旁路

在省煤器進口集箱以前設置調節閥和連接管道，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反應器后增設一定的省煤器熱面。給水直接引至位于SCR反應器后面的省煤器，然后通過連接管道引至位于SCR反應器前面的省煤器中，以減少SCR反應器前省煤器的吸熱量，達到提高SCR反應器入口溫度在320℃以上的目的，保證SCR可以任意負荷運行。

2.4 配置0號高加提高給水溫度

通過配置0號高加，將汽輪機主蒸汽減溫減壓后給水進行預加熱，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、經濟運行。

3 結語

選擇性催化還原脫硝系統（SCR），脫硝投入率與反應器入口煙溫、煙氣中SO3含量、未反應的NH3量存在著一定的函數關系，可根據現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，空預器以及GGH換熱元件積灰、堵塞、腐蝕。未進行脫硝系統技術改造，當機組啟停機或低負荷運行時可通過運行調整盡快提供脫硝反應器入口溫度，提高脫硝系統投入率是目前燃煤機組有效可行的方法。在日趨嚴格的環保政策限制下，實行全負荷脫硝是必行之路，各發電企業可根據自身的鍋爐設備布置、管道設計，改造量大小、投資成本、改造效果情況綜合考慮擇優選取適合本企業的改造方案。

參考文獻：

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