《600MWπ型直流炉并网初期脱硝超净排放控制》-工学论文，科技论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

600MWπ型直流炉并网初期脱硝超净排放控制

范文

赵林蕤

摘要：为适应国家环保要求，寻找新的利益增长点，发电企业必须进行超净排放改造。由此，本文首先对锅炉、脱硝系统设备进行概述，然后探讨并网初期脱硝系统面临的问题，最后提出机组并网前提升SCR反应区温度的措施和并网后提升SCR效率的措施，以期为相关足学者的研究提供借鉴。

关键词：锅炉;脱硝系统;超净排放

中图分类号：TM621;X773文献标识码：A文章编号：1003-5168（2019）16-0082-03

Abstract： In order to meet the requirements of national environmental protection and find new profit growth points， power generation enterprises must carry out ultra-clean emission transformation. Therefore， this paper firstly outlined the equipment of boiler and denitrification system， then discussed the problems faced by denitrification system in the initial stage of grid-connected， and finally put forward the measures to increase the temperature of SCR reaction zone before grid-connected and the measures to improve the efficiency of SCR after grid-connected， with a view to providing reference for relevant scholars.

Keywords： boiler;denitrification system; ultra-net emission

发电机并网前SCR入口温度低，不仅会造成催化剂活性低，NOx转化速度降低，指标排放不合格;而且氨逃逸后生成的NH4HSO4具有很强的黏性，会吸附在空预器上使其堵塞，从而增大引风机出力及辅机电耗，严重时会导致锅炉被迫停用[1]。经实践总结，现基本可以依靠技术手段，在并网前使SCR反应温度满足要求，减轻空预器的堵塞程度，达到并网初期超净排放要求，实现企业利润最大化。

1 锅炉、脱硝系统设备概述

1.1 锅炉简介

东方锅炉厂制造DG1970/25.4-Ⅱ1型锅炉，600MW超临界直流滑压运行，单炉膛，一次中间再热，尾部双烟道结构，固态排渣。

1.2 脱硝SCR系统

国家能源集团民权公司采用“选择性催化剂还原烟气脱硝”技术，基本原理的化学反应公式为：

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

6NH3+8NO2→7N2+12H2O ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）

反应生成的产物为水和氮气。在催化剂作用下，其反应温度可降至315～420℃，锅炉省煤器后温度正好处于这一范围内，为锅炉脱硝提供了有利条件。但是，因锅炉烟气内存在SO2、O2，易与逃逸的NH3发生如式（3）和式（4）所示的化学反应。

2SO2+O2→2SO3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（3）

NH3+H2O+SO3→NH4HSO4 ? ? ? ? ? ? ?（4）

反应生成硫酸氢氨。该物质黏性大，易黏结在催化剂和锅炉尾部受热面上，影响锅炉运行。脱硝系统反应器布置在省煤器与空气预热器之间，烟气中飞灰将流经反应器。为防止催化剂积灰，每层反应器入口布置有声波吹灰器和蒸汽吹灰器，通过对其进行定期吹扫，以保持自身清洁及反应效率。声波吹灰器工作介质为压缩空气设有1台专用空气压缩机，蒸汽吹灰器的汽源取自本炉屏过蒸汽系统。锅炉SCR系统配备有2台稀释风机和2台氨空混合器。

1.3 SCR系统主要设计性能参数

SCR系统主要设计性能参数如表1所示。

2 并网初期脱硝系统面临的问题

第一，供氨管路较长，且氨气属重大危险源。为降低其泄漏风险，整个供氨管道设计放水点较少，因此，管道在停运后会出现存水，以致重新投运时供氨母管压力低。

第二，SCR催化剂上积灰较多，初期影响反应速度，并造成反应器进出口压差增大。

第三，并网初期因烟气温度低，SCR反应活性降低[2]。

第四，因反应活性降低，造成NH3反应不充分，使氨逃逸率增加，空预器低温段易附着有NH4HSO4，使空预器差压增加。

第五，因管道存水，供氨纯度受影响，影响喷氨调阀自动线性跟踪，造成喷氨流量过大。

3 机组并网前提升SCR反应区温度的措施

3.1 準备工作

①机组停运期间，倒空AFBD原煤仓，确保AFBD原煤仓在机组启动前可以上点火煤种，因点火煤挥发分较高，S分低，不仅能降低SCR入口NOx值，也会减少SO2的生成，且在并网温度满足需求前可减少喷氨量及NH4HSO4生成量，缓解空预器堵塞。

②检查361阀及高低旁阀是否正常，开关是否灵活，以便可以灵活控制锅炉上水量，并通过减少给水和炉膛烟气换热来提高SCR入口烟温。

③机组启动前，对锅炉再热器、过热器烟气挡板进行检查，确保开关调节正常，全开、全关位置正确，并保证烟气通道可以正常调节。

3.2 锅炉启动过程中采取措施提升烟温

①在保证汽机轴封用汽的前提下，尽量提高送风机暖风器出口风温至50℃、除氧器水温至65℃。需要注意的是，送风机暖风器主要在冬季使用，辅汽为其热源，通过风和暖风器的热交换来提高送风机出口烟温，主要防止空预器冷端温度低。同时，提高送风初温，减少炉膛换热，提升烟温。提高除氧器温度是为了提高给水温度，降低炉膛换热，增加SCR入口烟温。

②锅炉点火后检查烟温探枪是否运行正常，并保证锅炉出口烟温不超过580℃。这主要是来监测烟温，以便灵活调整烟气挡板的开度，并从烟温情况判断炉膛燃烧情况。

③锅炉点火后全开汽机高、低旁阀，旁路系统随锅炉升温升压进行暖管，防止点火过程中出现再热器干烧。同时，保持给水流量在400t/h，流量过大易造成换热增加，烟气温度不易提升;过少易造成锅炉水冷壁超温，氧化皮脱落，减少管壁使用寿命。

④锅炉点火后，控制各段烟温及金属温度不高于1.5℃/min。锅炉启动初期，确保燃油燃烧完全，投粉均匀缓慢，汽温不发生突变，并保证锅炉水冷壁均匀受热和煤粉充分燃烧。

⑤锅炉升温升压至热态冲洗参数前，过热器烟气挡板30%开度、再热器烟气挡板70%开度。国家能源集团民权公司锅炉为π型炉，尾部烟道处过热器挡板下方是省煤器。对于该锅炉，要开大再热器挡板，让高温烟气通过再热器，减少过热器的烟气量，进而降低省煤器换热，提升SCR入口烟温。

⑥锅炉热态冲洗合格后，将过热器烟气挡板调整至15%开度、再热器烟气挡板95%开度，观察再热器出口烟温、空预器入口烟温、脱硝出入口烟温缓慢上升，变化正常。过热器烟温上升缓慢，可全关过热器烟气挡板，注意再热器壁温不超过520℃，否则增大该侧再热器减温水量进行调整。如果调整减温水后壁温仍高，开大过热器烟气挡板，关小再热器烟气挡板，以控制低再壁温。

⑦锅炉出口压力至5MPa，温度至350℃时，将空预器吹灰汽源切至锅炉屏过。这主要是因为屏过汽源压力高、温度高，对空预器进行吹灰时效果好，且其温度高，可以将生成的NH4HSO4变成熔融状态，并随着烟气带走，减少其在空预器冷端的附着量[3]。

⑧汽机冲转前或热二次风温至170℃时启动第二台1F（2A）制粉系统，主要加强锅炉燃烧，并及时提升炉膛烟温。

⑨中速暖机过程中，如果再热器出口烟温、空预器入口烟温未达到320℃，高旁有一定裕量（主汽压低于7.5MPa），启动第三台制粉系统，以保证高、低旁阀阀位控制到位，防止锅炉超温超压。此处仍是为了保证SCR在并网前其入口烟温具备投运条件。但因国家能源集团民权公司高、低旁容量仅有40%，如果启动第三台磨煤机制粉系统，在烟温升高的同时，也易出现蒸汽量增加，主、再热蒸汽压力升高。

⑩汽机冷态启动后至中速暖机结束前1h，提前试投脱硝（此时可以不考虑SCR入口烟温），原因是管道较长，内有存水，主要提升氨站侧供氨压力，开大供氨末端的各放水门，把系统的水带出来。确认供氨温度、压力先下降后升高，供氨流量恢复正常后，说明系统水已排净。但因此时温度不满足，可以停运备用，并间隔10min开启A、B侧供氨调阀进行喷氨，保证系统可靠备用，防止再次出现积水。

?汽轮机中速暖机结束后准备升速至3 000r/min，大概有20min左右时间，检查脱硝入口烟温至320℃，利用此空档提前投入脱硝喷氨，检查脱硝出口NOX下降正常，脱硫出口NOX含量小于50mg/Nm3。

3.3 需要注意的问题

①启动过程中严密监视锅炉升温升压率，防止升温过快引起氧化皮脱落，保证锅炉烟温缓慢上升;注意烟温探针能显示温度变化。

②汽机中速暖机结束前，优先采用以上调整措施提高脱硝入口烟温，调整措施达不到效果时再启动第三台制粉系统运行，如启动第三台磨，一定要注意高、低旁开度，防止其超压。

③锅炉启动阶段，保证给水流量合理。提升烟温时，要加强对锅炉壁温的监视，严防壁温超限，若出现超温，可适当增加给水。

④脱硝喷氨投入后，检查氮氧化物是否正常下降。若喷氨量异常增大，应停止喷氨，并分析原因，加大系统放水，防止过量喷氨。

⑤机组启动过程中，确认脱硝入口烟道输灰、出口烟道锁气器、催化剂声波吹灰器运行正常，防止催化剂积灰堵塞。

⑥空预器冷端吹灰连续投入，就地确认运行正常，防止空预器堵塞，并在屏过压力满足要求后及时切换吹灰汽源。

4 并网后提升SCR效率的措施

①申请机组并网后，尽快进行切缸、给水电汽泵切换及高加热投入操作，在2h内机使组升至250MW以上负荷，确保脱硝入口烟温在短期内升至330℃以上，提升SCR反应效率，减少氨的逃逸率。

②在50%额定负荷下，及时投入全炉膛吹灰及SCR蒸汽吹灰，吹灰汽源使用屏过汽源，保证炉膛内、SCR催化剂上积灰能清除干净，吹灰压力保持1.5MPa，吹灰温度保持在350℃。

③为防止空预器堵塞，空预器冷、热端吹灰应先进行热端吹灰后进行冷端吹灰。为保证NH4HSO4能彻底分解，减少其在空预器的附着量，吹灰蒸汽参数要求和屏过蒸汽吹灰参数相同，且各支吹灰枪的投运时间不低于1h。

④加大氨空混合器放水，提升供氨纯度，在满足超净排放前提下，尽量降低A、B侧喷氨调阀开度，减少氨逃逸率。

5 结论

实践证明，在机组并网前、后及时采取相关技术措施进行补救，不会出现因空预器堵塞导致机组带不上出力或被迫降负荷的问题。也不会出现机组超净排放不合格的现象。

参考文献：

[1]孙克勤，钟秦.火電厂烟气脱硝技术工程实例[M].北京：化学工业出版社，2007.

[2]孙克勤，韩祥.燃煤电厂烟气脱硝设备及运行[M].北京：机械工业出版社，2011.

[3]蒋文举，赵君科，尹华强，等.烟气脱硫脱硝技术手册[M].北京：化学工业出版社，2007.

随便看

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。