淺談電廠氮氧化物調(diào)節(jié)及常見事故處理

劉志偉

（江蘇大唐國際呂四港發(fā)電有限責任公司，江蘇 啟東226200）

1 燃煤電廠超低排放現(xiàn)狀

當前我國大氣污染狀況依然十分嚴重，主要表現(xiàn)為煤煙型污染。城市大氣環(huán)境中總懸浮顆粒物濃度普遍超標；二氧化硫污染一直在較高水平；氮氧化物污染呈加重趨勢。為此2014 年9 月12 日，國家發(fā)展改革委員會、環(huán)境保護部、國家能源局聯(lián)合下發(fā)《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020 年）》（發(fā)改能源（2014）2093 號），要求進一步提升煤電高效清潔發(fā)展水平。

新建燃煤發(fā)電機組（含在建和項目已納入國家火電建設規(guī)劃的機組）應同步建設先進高效脫硫、脫硝和除塵設施，不得設置煙氣旁路通道。東部地區(qū)：（遼寧、北京、天津、河北、山東、上海、江蘇、浙江、福建、廣東、海南等11 省市）新建燃煤發(fā)電機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值（即在基準氧含量6%條件下，煙塵、SO2、NOx 排放濃度分別不高于10、35、50mg/Nm3）。

我廠鍋爐采用改進型低NOx PM（Pollution Minimum）主燃燒器和MACT（Mitsuibishi Advanced Combustion Technology）型低NOx 分級送風燃燒系統(tǒng)。我廠處于江蘇省超低排放改造區(qū)域，執(zhí)行排放限值（即在基準氧含量6%條件下，煙塵、SO2、NOx排放濃度分別不高于10、35、50mg/Nm3）。

2 脫硝系統(tǒng)入口、出口調(diào)節(jié)

影響脫硝系統(tǒng)入口NOx 含量大致在300m3/h～400m3/h 之間，影響入口NOx 含量的因素有很多，主要因素有一次風量、一次風壓；二次風量、二次風小風門配風；不同煤種；制粉系統(tǒng)運行方式等；出口NOx 主要依靠噴氨調(diào)節(jié)。

2.1 二次風系統(tǒng)；正常運行中脫硝裝置入口NOx 值在低負荷時偏高，高負荷時偏低。若氧進一步增大，NOx 的生成量還會有升高的趨勢。但實際上過大的氧量既不經(jīng)濟也不安全，造成引風機運行電流過大、機組整體電耗上升。而減小二次風使爐膛保持還原性氣氛可明顯降低NOx 含量，調(diào)節(jié)中維持氧量下限運行可降低NOx 含量20m3/h～40m3/h。

2.2 二次小風門及制粉系統(tǒng)影響；二次小風門遵循缺氧燃燒原則，附加U、附加L、OFA 可盡量開大，燃燒器及油槍二次風門盡量關小，保持下層磨運行，停運制粉系統(tǒng)時優(yōu)先停運上層磨均可降低入口NOx 含量。

2.3 總風量的影響：過氧燃燒會產(chǎn)生大量的氮氧化物，使得脫銷入口氮氧化物超標，因此控制總的過量空氣系數(shù)會大大減少氮氧化物生成。

2.4 配風方式的影響：經(jīng)過多年摸索調(diào)整，正寶塔型配風會大大增大氮氧化物生成。倒寶塔型配風會有效減小氮氧化物。運行中應根據(jù)汽溫的變化及時調(diào)整擺動燃燒器控制火焰中心高度。同時可以增大附加風及過燃風的比例，關小其他二次小風門，開大過燃風及附加風，以此來降低脫銷入口氮氧化物濃度。

2.5 脫硝出口調(diào)節(jié)。出口調(diào)節(jié)主要依靠噴氨量控制，其噴氨量與入口NOx 含量基本對應。實際調(diào)節(jié)中噴氨量基本維持在70m3/h～120m3/h 之間，噴氨調(diào)門開度在70%～85%之間，調(diào)門在此開度區(qū)間其噴氨量與調(diào)門開度變化明顯，開度低于60%或高于90%后噴氨量基本不變。

3 運行中如何控制氮氧化物超標

3.1 機組正常運行中控制凈煙氣NOx 折算值在32.5-40mg/m3之間，如果凈煙氣NOx 折算值超過32.5-40mg/m3范圍時，應立即手動調(diào)節(jié)脫硝噴氨流量調(diào)節(jié)閥，將凈煙氣NOx折算值調(diào)整至32.5-40mg/m3之間。

3.2 運行中嚴禁凈煙氣NOx 折算值瞬時值大于50mg/m3。

3.3 升、降負荷時，根據(jù)升、降負荷的速度，調(diào)節(jié)氧量偏置控制好加風的速率，避免出現(xiàn)風量大幅度超前燃料量，造成氧量過高導致脫硝SCR 入口NOx 快速升高。低負荷時，需保持一定的送風量，增加送風前，提前開大附加風門，當風箱差壓偏低時，應首先選擇關小部分二次風小風門。

3.4 當制粉系統(tǒng)發(fā)生故障（如斷煤、跳閘等）時，根據(jù)當前脫硝NOx 濃度和附加風開度，提前預控。附加風調(diào)節(jié)要與脫硝SCR 入口NOx 升降速度同步，避免出現(xiàn)由于附加風開度和脫硝SCR 入口NOx 升降速度不匹配導致脫硝NOx 超標。備用磨煤機通風時，要注意暖磨風量適當，加強NOx 的監(jiān)視，防止短時間NOx 超標。

3.5 通過控制附加風開度、燃燒器擺角和氧量來保持脫硝入口NOx 濃度穩(wěn)定，盡量不超過350mg/m3。通過脫硝出口噴氨流量調(diào)節(jié)閥，控制脫硝出口NOx 濃度不超過40mg/m3。

3.6 以下情況脫硝NOx 易超標,需要提前控制：原煤水分偏低時，磨煤機冷風開度偏大。降負荷時給煤機煤量偏低致磨冷風開度偏大，二次風小風門調(diào)整不及時開度偏大時。連續(xù)升降負荷、制粉系統(tǒng)故障和煤質(zhì)變化時，由于工況波動造成脫硝NOx 入口值波動幅度大，脫硝自動調(diào)節(jié)遲緩時。

3.7 脫硝催化劑有一定的運行溫度（300-400℃之間），運行中要對脫硝入口溫度加強監(jiān)視。脫硝入口溫度＞375℃，運行加強監(jiān)視并適當控制漲負荷速度。脫硝入口溫度＞380℃，采取減少送風量等措施，控制溫度不超過385℃運行。脫硝入口溫度＜310℃時，要防止由于脫硝入口溫度低跳閘。可采取增加送風量，增加上層制粉系統(tǒng)運行煤量，協(xié)調(diào)調(diào)度適當增加負荷等措施來提高脫硝運行溫度。

3.8 當脫硝調(diào)門調(diào)整發(fā)散、流量計堵塞和供氨關斷門突關時，要通過脫硝調(diào)門手動調(diào)節(jié)、投入旁路手動門等方式，盡快恢復脫硝系統(tǒng)運行。

3.9 加強脫硝系統(tǒng)的監(jiān)視和檢查，發(fā)現(xiàn)NOx 濃度、氧量測點不準、噴氨流量計堵塞等缺陷時，立即聯(lián)系檢修處理。

4 脫硝系統(tǒng)常見故障及處理

由于環(huán)保指標越來越受到各級政府部門關注，脫硝出口含量超標已上升為環(huán)保事件，對常見的脫硝故障快速處理是保持脫硝系統(tǒng)正常運行的關鍵。

4.1 脫硝入口溫度低；由于低參數(shù)、高加解列等原因造成脫硝入口煙氣溫度低脫硝系統(tǒng)跳閘。應立即提高過熱度，提高參數(shù)，開大送風機動葉提高氧量，盡量恢復入口煙氣溫度。

4.2 噴氨速關閥運行中自動關閉；速關閥突關將導致失去出口NOx 調(diào)節(jié)手段，出口NOx 會迅速超標。應立即解除AGC 降低負荷至脫硝可推出規(guī)定值，同時檢查速關閥關閉原因，若電磁閥失電立即排除故障點恢復送電，若為氣動速關閥失氣或供氣管斷裂迅速恢復氣源供氣。如上述辦法均無效果應開啟速關閥旁路手動門。

4.3 氣氨供應中斷。（1）檢查卸載管線所有閥門位置，確認閥門正確開啟。（2）重新啟動蒸發(fā)器（或切換至備用蒸發(fā)器），并檢查流量調(diào)節(jié)閥是否正常。（3）向蒸發(fā)器補水，使液位高于最低值。（4）切換至備用蒸發(fā)器，并檢查溫度控制系統(tǒng)。（5）脫硝調(diào)整做好預判，避免大幅度開關噴氨調(diào)門，保證爐前供氨壓力穩(wěn)定。（6）爐前供氨管道濾網(wǎng)清理前，在旁路開啟、主路關閉后，需觀察10 分鐘，確認NOx 穩(wěn)定達標、旁路正常投入有氣氨通過后方可開工。（7）氨區(qū)緩沖罐壓力控制在0.3Mpa 左右。（8）正常情況至少維持兩臺液氨蒸發(fā)器投運。（9）加強日常巡檢，發(fā)生液氨泄露、蒸發(fā)器振動及時處置。（10）各備用液氨儲罐出口氣動門前、后手動門保持開啟狀態(tài)，事故情況下可直接開啟備用液氨儲罐供氨氣動門，保證液氨供給。（11）氨區(qū)各氣動門均為“失氣關”類型，壓縮空氣壓力低于0.3Mpa 即可導致閥門關閉，應加強對儀用壓縮空氣壓力巡檢。

5 脫硝系統(tǒng)異常處理原則

5.1 發(fā)生事故時，脫硝值班員應在值長的統(tǒng)一指揮下，迅速果斷地按照現(xiàn)行規(guī)程處理事故。對于值長的命令，除對設備、人身有直接危害時，其余的均應堅決執(zhí)行。

5.2 發(fā)生事故時，值班人員應綜合參數(shù)的變化及設備異?，F(xiàn)象，正確判斷和處理事故，應采取一切可行的方法、手段消除事故根源、防止事故擴大。在保證設備安全的前提下迅速恢復脫硝系統(tǒng)的正常運行。在機組確已不具備運行條件或繼續(xù)運行對人身、設備有直接危害時，應停運脫硝系統(tǒng)。

5.3 如果事故發(fā)生在交接班時，應推遲交接班，接班人員應主動協(xié)助事故處理，直到事故處理完畢或雙方值班員同意后為止。

5.4 值班中發(fā)生的事故，下班后立即由值長召集有關人員，對事故現(xiàn)象、經(jīng)過及采取的措施認真分析，以便于分析事故發(fā)生的原因，吸取教訓，總結(jié)經(jīng)驗，落實責任。

電廠運行的污染物排放治理今后將會越來越受關注，排放規(guī)范可以獲得國家排放補貼，排放超標將會受到嚴厲考核。在這種高壓態(tài)勢下，深刻學習、理解脫硝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)對立足崗位尤為重要。在今后工作中，繼續(xù)摸索，發(fā)現(xiàn)更好調(diào)節(jié)手段。