雙床循環(huán)流化床鍋爐SNCR脫硝探討

孫文

摘 ?要：路易達(dá)孚（福建）精煉糖有限公司建設(shè)有一臺(tái)DHX35-3.82/450-W7型雙床循環(huán)流化床鍋爐，由于國家政策需要新增脫硝系統(tǒng)確保環(huán)保排放達(dá)標(biāo)。由于雙床循環(huán)流化床鍋爐的特性，其燃燒由兩個(gè)爐膛組成，故其脫硝設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐的區(qū)別較大。文章以實(shí)際工程為例，簡要介紹雙床循環(huán)流化床鍋爐的脫硝系統(tǒng)噴槍位置的選擇和在不同工況條件下的脫硝效率。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床;雙床;SNCR;脫硝

中圖分類號：TQ621.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）02-0099-02

Abstract： LDC（Fujian） Refining Sugar Co.， Ltd. has built DHX35-3.82/450-W7 double-bed CFB boiler. Due to the national policy， need to construction a new denitrification system. Because of the characteristics of two-bed CFB boiler， its combustion is composed of two furnaces， so the design is different from the traditional CFB boiler. Taking practical engineering as an example， this paper briefly introduce the selection of spray gun position and denitrification efficiency under different working conditions in the denitrification system of double bed CFB boiler.

Keywords： circulating fluidized bed; double bed; SNCR; denitrification

1 鍋爐及原理介紹

路易達(dá)孚鍋爐設(shè)備是由東方鍋爐工業(yè)鍋爐集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)制造：DHX35-3.82/450-W7型循環(huán)雙流化床鍋爐，室內(nèi)布置。其特點(diǎn)主要有雙爐膛燃燒，燃盡率高，燃燒煤種不受限制等。熱力系統(tǒng)圖詳見圖1。

燃煤通過兩臺(tái)螺旋給煤機(jī)進(jìn)入主床燃燒密相區(qū)，與高溫床料混合后著火燃燒，燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈹y帶大量飛灰離開密相區(qū)進(jìn)入中間懸浮室。從懸浮段進(jìn)入燃盡室180°轉(zhuǎn)向時(shí)，粗顆粒的飛灰首先分離并直接落入副床，離開爐膛的煙氣經(jīng)過熱器進(jìn)入旋風(fēng)分離器。在外置旋風(fēng)分離器中，較細(xì)的飛灰分離下來，由回料裝置返至副床燃燒。

2 運(yùn)行情況及設(shè)計(jì)方案

鍋爐于2013年8月投入使用，氮氧化物初始生成量約在260mg/Nm3，2015年國家新頒布了燃煤鍋爐排放限值，要求排放指標(biāo)不超過100mg/Nm3，此時(shí)就需要新建脫硝系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，由于場地限制，同時(shí)SNCR脫硝效率可以達(dá)到40%到70%，脫硝效果符合本次改造的目的，故本次脫硝工藝選定為SNCR。

SNCR技術(shù)即選擇性非催化還原技術(shù)，其原理為在850℃-1100℃區(qū)域內(nèi)，將含有氨基的還原劑例如氨水、尿素溶液等噴入爐內(nèi)，將煙氣中的NOX還原，生成氮?dú)夂退倪^程。因?yàn)槭侵苯訃娙霠t膛高溫區(qū)，且沒有催化劑的選擇性催化作用，所以SNCR的脫硝反應(yīng)中間過程非常復(fù)雜，選擇合適的溫度窗口對脫硝效率的影響非常大。

經(jīng)過流場模擬計(jì)算，在鍋爐主床和副床共設(shè)計(jì)12支噴槍，其中主床懸浮段設(shè)計(jì)6支，副床懸浮段設(shè)置6支，分別布置在爐膛左右兩側(cè)。噴槍布置圖詳見圖3。第一層包含四支噴槍，在兩側(cè)墻對沖布置。布置在主床懸浮段內(nèi)，標(biāo)高12100mm。第二層包含兩支噴槍，在兩側(cè)墻對沖布置。布置在懸浮段內(nèi)，標(biāo)高17900mm。第三層包含六支噴槍，在兩側(cè)墻對沖布置，布置在副床內(nèi)，標(biāo)高12100mm。

4 測試情況

4.1 測試工況：鍋爐70-100%BMCR工況

安裝完成后，為驗(yàn)證噴槍位置的選擇正確性，按照不同噴槍的運(yùn)行組合模式對系統(tǒng)進(jìn)行了整體的效率測試，測試結(jié)果見表1。

4.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

（1）單獨(dú)投運(yùn)主床，脫硝效果非常一般，只有10%左右。

（2）單獨(dú)投運(yùn)懸浮段，脫硝效果可達(dá)30%左右。

（3）單獨(dú)投運(yùn)副床，脫硝效果高達(dá)60%。

（4）投運(yùn)懸浮段和副床，脫硝效果達(dá)到65%。

（5）主床、懸浮段和副床全部投運(yùn)，脫硝效果為67%左右。

5 結(jié)束語

（1）由于雙床循環(huán)流化床鍋爐根據(jù)煤質(zhì)不同，在70%BMCR負(fù)荷以上時(shí)，副床根據(jù)料層厚度投運(yùn)和停運(yùn)交替的運(yùn)行模式，在懸浮段設(shè)置噴槍點(diǎn)是非常合理的。

（2）從調(diào)試結(jié)果可以看出，在鍋爐正常運(yùn)行期間只需投運(yùn)懸浮段和副床噴槍即可滿足脫硝要求，在低負(fù)荷條件下再投用主床出口設(shè)置的噴槍。

（3）由于雙床流化床鍋爐的特性，主床只有一次流化風(fēng)，沒有二次風(fēng)的配風(fēng)以便于盡快充分燃燒，主床出口及懸浮段煙氣中會(huì)有大量未燃盡的CO，會(huì)造成脫硝反應(yīng)率偏低。所以主床和懸浮段噴槍的點(diǎn)位氨水流量需要控制減少，減少氨逃逸和運(yùn)營成本。

（4）鍋爐副床出口燃燒最為充分，但是由于副床出口即設(shè)置過熱器，造成煙氣溫度降低，所以副床最佳噴槍設(shè)置點(diǎn)位是在副床密相區(qū)出口的位置，該位置從流場模擬及實(shí)際運(yùn)行溫度中也驗(yàn)證了處在最佳反應(yīng)溫度區(qū)。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂樂，趙暢.淺談熱電聯(lián)產(chǎn)在氯化法鈦白粉項(xiàng)目建設(shè)中的經(jīng)濟(jì)性[J].科技風(fēng)，2018（14）：154-155.

[2]肖東敏，韓元培.SNCR脫硝技術(shù)在45t循環(huán)流化床鍋爐中的應(yīng)用[J].河南化工，2017，34（06）：51-53.

[3]原奇鑫.循環(huán)流化床鍋爐SNCR脫硝機(jī)理簡化[C].《環(huán)境工程》編委會(huì)、工業(yè)建筑雜志社有限公司.《環(huán)境工程》2019年全國學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.《環(huán)境工程》編委會(huì)、工業(yè)建筑雜志社有限公司：《環(huán)境工程》編輯部，2019：215-218+154.