300MW級(jí)機(jī)組脫硝改造后制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化

摘 要：通過對(duì)制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化，降低了制粉電耗，解決了備用制粉系統(tǒng)粉倉溫度高的問題，提高了機(jī)組的安全可靠性，同時(shí)，降低了脫硝入口NOx，降低了氨氣消耗量，減少了硫酸銨鹽的生成量，降低了預(yù)熱器堵塞的幾率。

關(guān)鍵詞：燃燒器；排粉機(jī)；制粉系統(tǒng)；制粉電耗；脫硝入口NOx；氨氣消耗量；粉倉溫度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.002

1 概述

該電廠#1～4機(jī)組為335MW機(jī)組，鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)制造的DG1000/170-Ⅰ型汽包爐。每臺(tái)鍋爐配備四套中間儲(chǔ)倉式乏氣送粉制粉系統(tǒng)，自下而上為甲乙丙丁，每套制粉系統(tǒng)配備一臺(tái)350/700鋼球磨煤機(jī)、一臺(tái)離心式排粉機(jī)、六臺(tái)給粉機(jī)，其中甲乙丙排粉機(jī)為變頻方式。燃燒器為四角切圓、直流式低氮燃燒器。該廠335MW機(jī)組采用選擇性催化還原脫硝（SCR）工藝，以液氨為還原劑，于2016年11月全部完成脫硝超低排放改造，催化劑由兩層增加至三層，脫硝入口NOx設(shè)計(jì)值為450mg/Nm3，出口設(shè)計(jì)值為50mg/Nm3，設(shè)計(jì)氨氣消耗量為182kg/h。

2 該電廠4臺(tái)335MW機(jī)組存在的問題

（1）制粉系統(tǒng)正常運(yùn)行方式為甲、乙、丙或甲、乙、丁，丙或丁制粉系統(tǒng)交替?zhèn)溆谩５捎诙∨欧蹤C(jī)沒有進(jìn)行變頻改造，排粉機(jī)電流比丙排粉機(jī)電流平均高21A左右，甲、乙、丁制粉系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，制粉電耗較高。（2）當(dāng)甲、乙、丁制粉系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由于丙組燃燒器周界風(fēng)和給粉機(jī)對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)門全關(guān)后的漏風(fēng)原因，脫硝入口NOx正常維持在400mg/Nm3～500mg/Nm3范圍內(nèi)，噴氨量偏大。而甲、乙、丙制粉系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，脫硝入口NOx正常維持在300mg/Nm3～400mg/Nm3范圍內(nèi)，噴氨量一般在100kg/h左右。（3）粉倉內(nèi)的煤粉與空氣中的氧長(zhǎng)期接觸而氧化時(shí)，粉倉粉溫經(jīng)常超過80℃。為了保證機(jī)組安全，經(jīng)常啟動(dòng)四套制粉系統(tǒng)降粉溫，導(dǎo)致排煙溫度、脫硝入口NOx、噴氨量大幅升高，嚴(yán)重時(shí)造成NOx排放小時(shí)均值超標(biāo)；降粉溫時(shí)，由于粉倉粉溫長(zhǎng)期偏高，給粉機(jī)頻繁出粉不均，造成爐膛壓力、汽溫、汽壓大幅變化，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行。（4）脫硝超低排放后，三氧化硫轉(zhuǎn)化率升高，氨氣消耗量增加，氨逃逸量增加，硫酸銨鹽的生成量相應(yīng)增加，加劇了預(yù)熱器的堵塞風(fēng)險(xiǎn)。

3 分析解決問題的思路

通過對(duì)存在的問題進(jìn)行分析，通過試驗(yàn)確定制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化方案。

3.1 原因分析

（1）一是丁排電流比丙排電流大，二是由于頻繁降粉溫且給粉機(jī)出粉不均，被迫四套制粉系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行。沒有發(fā)現(xiàn)明顯的漏風(fēng)點(diǎn)；煤粉存粉長(zhǎng)時(shí)間不流動(dòng)，造成粉溫高。（2）NOx的生成形式有燃料型、溫度型和快速型三種。燃料型NOx是燃料中含有的氮化合物在燃燒過程中熱分解而又接著氧化而生成的NOx。燃料型NOx占NOx生成總量的95%左右。低氮燃燒器一般要求控制燃燒區(qū)過量空氣系數(shù)在0.85～0.95%之間。甲、乙、丁制粉系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)脫硝入口NOx偏高。

3.2 通過試驗(yàn)確定解決問題的方案

（1）通過試驗(yàn)，降低制粉電耗。停運(yùn)乙制粉系統(tǒng)，保持甲丙丁制粉系統(tǒng)運(yùn)行，丁排粉機(jī)電流比丙排粉機(jī)電流高26A，功率高200kW/h左右。（2）在氮氧化物（NOx）選擇性催化還原過程中，通過加氨（NH3）可以把NOx轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓∟2）和水（H2O）。因?yàn)闊煔庵?5%以上NOx是以NO形式存在。（3）長(zhǎng)期保持甲、乙、丙制粉系統(tǒng)運(yùn)行就能降低廠用電率及脫硝入口NOx，降低噴氨量，同時(shí)也降低預(yù)熱器堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 制粉系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化方案

（1）確定制粉系統(tǒng)正常運(yùn)行方式為甲、乙、丙制粉系統(tǒng)運(yùn)行，丁制粉系統(tǒng)長(zhǎng)期備用。每?jī)商爝M(jìn)行一次燒粉工作，每次將粉倉粉位降至0.5m～1m范圍內(nèi)。（2）燒粉結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)啟動(dòng)丙磨煤機(jī)運(yùn)行，停丙磨煤機(jī)前必須保持丙粉倉粉位3.5m以上且維持1.5小時(shí)，目的是向丁粉倉塌粉使丁粉倉有一定的粉位。（3）每月定期進(jìn)行丁制粉系統(tǒng)切換工作。要求磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)間大于6個(gè)小時(shí)后可根據(jù)機(jī)組負(fù)荷情況切回原運(yùn)行制粉系統(tǒng)。（4）當(dāng)備用制粉系統(tǒng)粉倉粉溫高時(shí)，必須啟動(dòng)排粉機(jī)降粉溫。

4 制粉系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化后的效果

制粉系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化，降低了制粉電耗率和氨氣消耗量，解決了備用制粉系統(tǒng)粉倉粉溫高、給粉機(jī)出粉不均的問題。

4.1 節(jié)約制粉耗電成本

本項(xiàng)目實(shí)施后，由于丙排粉機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行，單臺(tái)爐丙排粉機(jī)電流平均比丁排電流低21A，一臺(tái)機(jī)組每小時(shí)節(jié)電為：21×1.732×6×0.85=

185.49kW/h。按每年設(shè)備利用小時(shí)數(shù)按6000小時(shí)（則丁排粉機(jī)少運(yùn)行3000小時(shí)）、每度電0.407元計(jì)算，四臺(tái)機(jī)組全年節(jié)約資金：185.49×3000×0.407×4=90.6萬元

4.2 節(jié)省氨氣成本

335MW機(jī)組設(shè)計(jì)煙氣量為1082015Nm3/h，已知NO2摩爾質(zhì)量為46g/mol、NH3摩爾質(zhì)量為17g/mol，按每年設(shè)備利用小時(shí)數(shù)按6000小時(shí)（則丁排少運(yùn)行3000小時(shí)）、脫硝入口NOx降低量ΔNOx=100mg/Nm3、機(jī)組平均負(fù)荷為250MW、氨氣消耗量按NH3/ΔNOx摩爾比=1、每噸液氨單價(jià)為2500元計(jì)算，四臺(tái)機(jī)組全年節(jié)約資金：100×1082015×250/335×17/46÷1000000000×3000×2500×4=89.5萬元

4.3 機(jī)組安全運(yùn)行得到了保障

制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化后，甲、乙、丙制粉系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行，定期啟動(dòng)丁排粉機(jī)運(yùn)行燒粉倉，備用制粉系統(tǒng)粉倉溫度得到了有效的控制，保證了粉倉運(yùn)行安全，給粉機(jī)出粉均勻，鍋爐的燃燒狀況明顯改善，蒸汽參數(shù)、爐膛壓力穩(wěn)定。

5 結(jié)束語

四臺(tái)機(jī)組制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式按相同方案進(jìn)行優(yōu)化，解決了制粉電耗高的問題，控制了粉倉溫度，減少了制粉系統(tǒng)爆炸、給粉機(jī)出粉不均燃燒不穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)，保證了機(jī)組及人員安全。降低了脫硝入口NOx，降低了噴氨量，降低了預(yù)熱器堵塞的風(fēng)險(xiǎn)，減少了環(huán)境污染，對(duì)其它電廠相同類型制粉系統(tǒng)的機(jī)組有推廣和借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

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[2]國(guó)家能源局頒.火電廠煙氣脫硝（SCR）系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)規(guī)范DLT 335-2010[S].

作者簡(jiǎn)介：高培利（1973-），男，本科，工程師，主要從事電站鍋爐運(yùn)行技術(shù)管理工作。endprint