垃圾焚燒鍋爐NOX指標(biāo)與氨耗控制

梁濤

摘? 要：習(xí)總書(shū)記在十九大報(bào)告中指出：“生態(tài)文明建設(shè)功在當(dāng)代、利在千秋。我們要牢固樹(shù)立社會(huì)主義生態(tài)文明觀，推動(dòng)形成人與自然和諧發(fā)展現(xiàn)代化建設(shè)新格局，為保護(hù)生態(tài)環(huán)境作出我們這代人的努力。”減少NOX并降低氨耗是李坑二廠目前面臨的最為重大的挑戰(zhàn)，是為響應(yīng)習(xí)總書(shū)記在十九大中的號(hào)召勢(shì)在必行的舉措，是為提高公司環(huán)保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益的當(dāng)務(wù)之急。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒鍋爐;NOX指標(biāo)控制;氨耗控制;節(jié)能降耗

中圖分類號(hào)：TK229.66? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）09-0133-02

Abstract： In his report to the 19th National Congress of the Communist Party of China （CPC）， General Secretary Xi Jinping pointed out： "the construction of ecological civilization has made great contribution to the contemporary era and benefited thousands of years. We should firmly establish the socialist concept of ecological civilization， promote the formation of a new pattern of modernization for the harmonious development of man and nature， and make the efforts of our generation to protect the ecological environment." Reducing NOX and ammonia consumption is the most important challenge facing Li Keng No. 2 Plant at present. It is an imperative measure to respond to General Secretary Xi's call at the 19th CPC National Congress， and it is an urgent task to improve the efficiency of the company's environmental protection and economic operation.

Keywords： waste incineration boiler; NOX index control; ammonia consumption control; energy saving and consumption reduction

1 概述

近年來(lái)隨著國(guó)家環(huán)保指標(biāo)排放的標(biāo)準(zhǔn)提升，各種物料的市場(chǎng)供應(yīng)日趨緊張。2017年7月份以來(lái)，隨著李坑二廠鍋爐負(fù)荷的屢創(chuàng)新高，各種物料的高消耗問(wèn)題也日益突出。其中，尤其以氨水耗量的大幅升高為代表，2017年全年各月的氨耗普遍高于目標(biāo)值，如何降低氨耗、響應(yīng)國(guó)家節(jié)能降耗的號(hào)召、提高公司的環(huán)保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益，已經(jīng)成為一個(gè)刻不容緩的問(wèn)題。

2 原因初步分析

2.1 鍋爐運(yùn)行工況的變化

2.1.1 鍋爐負(fù)荷的升高

2.1.2 爐膛溫度的影響

隨著鍋爐負(fù)荷的大幅提升，爐膛溫度勢(shì)必呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，而增加二次風(fēng)量等控制爐溫的手段受限于引風(fēng)機(jī)負(fù)荷，布袋壓差等因素，這必然導(dǎo)致?tīng)t膛溫度有所上漲。其次，鍋爐長(zhǎng)時(shí)間維持高負(fù)荷運(yùn)行后，不可避免的將導(dǎo)致?tīng)t膛結(jié)焦等情況的發(fā)生，使?fàn)t膛水冷壁吸熱效果下降，煙氣溫度升高。如圖2、圖3。

此項(xiàng)取氨耗最低的5月份做對(duì)比，由圖可見(jiàn)，5月份時(shí)，三臺(tái)爐爐溫均保持在1000℃之內(nèi)。至11月份時(shí)，#1爐爐溫已經(jīng)基本維持在1050℃以上，#2爐爐溫也已經(jīng)基本超過(guò)1000℃，在1000-1050℃內(nèi)波動(dòng)。#3爐由于受到布袋壓差較高以及三通道積灰后溫度較高的限制，負(fù)荷相對(duì)降低，爐溫也略低于#1、#2爐。

整體來(lái)說(shuō)，至11月份時(shí)，三臺(tái)爐爐溫呈現(xiàn)總體上升趨勢(shì)，以#1爐尤為明顯。而爐膛溫度的上升，勢(shì)必導(dǎo)致熱力型NOX的生成加劇，使得NOX指標(biāo)有所增長(zhǎng)。其次，氨水與NOX反應(yīng)的最佳窗口溫度在850-950℃之間，爐溫的升高已經(jīng)明顯偏離了此最佳反應(yīng)溫度窗口。使得氨水與NOX反應(yīng)的效率降低，導(dǎo)致氨水耗量相對(duì)增加。

2.2 外部設(shè)備的影響

2.2.1 氨槍霧化效果不良

二分廠目前使用中的氨槍位于鍋爐32.9m前墻（5支）及側(cè)墻（左右各1支）。氨水由壓縮空氣進(jìn)行霧化后送入爐內(nèi)與NOX反應(yīng)。正常運(yùn)行中，由于氨水流量的波動(dòng)，以及壓縮空氣壓力的波動(dòng)等，導(dǎo)致實(shí)際爐內(nèi)的氨槍霧化效果無(wú)法得到保證。霧化不良時(shí)，與NOX進(jìn)行正常反應(yīng)將受到影響，使得反應(yīng)效率大打折扣。

而在對(duì)氨槍霧化效果進(jìn)行調(diào)整時(shí)，需要拔出氨槍，通過(guò)調(diào)整氨水量和壓縮空氣量使二者達(dá)到最佳混合比例，以求最佳霧化效果。但調(diào)整完畢后，若將氨水進(jìn)口閥和壓縮空氣進(jìn)口閥關(guān)閉，插入套管內(nèi)之后再打開(kāi)，則無(wú)法了解氨槍投入時(shí)真實(shí)的霧化效果。這樣的調(diào)整方法得到的效果也遠(yuǎn)低于需求。

2.2.2 SNCR系統(tǒng)氨水調(diào)閥邏輯不合理

目前，二廠SNCR系統(tǒng)氨水調(diào)閥通常投入自動(dòng)控制，跟蹤NOX瞬時(shí)值自動(dòng)調(diào)節(jié)，運(yùn)行中通常設(shè)置在120mg/m3，只要瞬時(shí)值高于120mg/m3，氨水調(diào)閥將持續(xù)開(kāi)大。其設(shè)計(jì)最大流量DCS值為182kg/h，但在實(shí)際運(yùn)行中，氨水調(diào)閥開(kāi)至100%時(shí)，實(shí)際流量已經(jīng)遠(yuǎn)超182kg/h，就地混合柜流量通常會(huì)達(dá)到300kg/h以上。氨水流量過(guò)大將直接影響氨槍霧化效果，使得霧化不良，顆粒不夠細(xì)，導(dǎo)致氨水與NOX反應(yīng)效率大大降低，對(duì)氨水造成不必要的浪費(fèi)。

3 解決措施

3.1 解決方針

通過(guò)上文分析可知，影響NOX指標(biāo)和氨水耗量的因素紛繁復(fù)雜。針對(duì)以上各種原因，運(yùn)行部在近來(lái)進(jìn)行了多項(xiàng)試驗(yàn)和調(diào)整，基本原則是力求在能保持鍋爐高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，實(shí)現(xiàn)NOX指標(biāo)的低排放和噸垃圾氨耗的降低。

3.2 爐膛溫度

在得出爐膛溫度對(duì)氨水耗量的影響后，取#1爐作為試驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行了降低爐溫的試驗(yàn)。11月17日16時(shí)-11月18日16時(shí)，將#1爐目前的爐溫（一爐膛上部）由1100左右降低至1000℃以內(nèi)，觀察爐溫降低后對(duì)氨水耗量的影響。而#1爐在爐溫1050℃的運(yùn)行工況下，氨耗均保持在3500-4000kg/d。

此外，#1爐負(fù)荷在爐溫1000℃時(shí)出現(xiàn)明顯下降，試驗(yàn)期間負(fù)荷均在60t/h左右波動(dòng)，而目前負(fù)荷均值為68t/h左右，因此，氨耗的降低受到了爐溫和負(fù)荷兩方面的影響。負(fù)荷上升和爐溫上升時(shí)，氨耗的增加尤其明顯。

根據(jù)此試驗(yàn)結(jié)果，運(yùn)行部已指導(dǎo)運(yùn)行人員在運(yùn)行中保持高負(fù)荷運(yùn)行的同時(shí)，適當(dāng)控制爐溫不要太高，例如在垃圾熱值較高時(shí)，采取適當(dāng)降低一次風(fēng)溫等手段，抑制熱力型NOX的生成，降低NOX指標(biāo)、解決氨水消耗。

3.3 氨槍霧化

本月已對(duì)二廠三臺(tái)爐氨槍全部進(jìn)行調(diào)整，在打開(kāi)壓縮空氣和氨水進(jìn)口閥的情況下進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整完畢后直接插入套管，避免由于開(kāi)關(guān)閥門開(kāi)度不同導(dǎo)致的霧化效果變化。

此外，已安排運(yùn)行人員提高對(duì)氨槍霧化效果的檢查頻率，盡量減少由于霧化效果不佳導(dǎo)致的氨水額外消耗。

4 處理結(jié)果分析

1爐于12月8日完成邏輯更改之后，12月10日停爐，12月14日完成啟爐。此處取正常運(yùn)行后12月15日數(shù)據(jù)作為分析對(duì)象，12月15日全天氨水耗量。

12月15日每小時(shí)氨耗基本在80～140kg/h流量?jī)?nèi)波動(dòng)。全天小時(shí)氨耗平均值為111.06kg/h，全天氨耗累計(jì)值為2665.5kg，遠(yuǎn)低于此前的3500-4000kg/d。與此同時(shí)，#1爐12月15日全天平均負(fù)荷為69t/h，全天累計(jì)產(chǎn)汽量為1656t。

若以2665.5kg/d的數(shù)據(jù)作為參考，按12月15日#1爐垃圾焚燒量732t計(jì)算，理想情況下，#1爐的噸垃圾氨耗將下降至3.64kg/t左右，遠(yuǎn)低于11月平均值5.32kg/t。#2、#3爐12月16日完成更改，效果后續(xù)跟進(jìn)觀察。

參考文獻(xiàn)：

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