徐矿集团新疆阿克苏热电有限公司 新疆阿克苏 843000
摘 要：文章介绍了火电机组烟气脱硝改造的必要性及目的，分析了烟气脱硝改造系统工艺流程及取得的经济效益，就锅炉运行过程中遇到脱硝SCR区域烟温不能满足＞310℃的最低催化剂反应温度需求和如何解决烟气中NOX间断超标排放等问题进行剖析，总结一套行之有效的解决方法，使烟气中NOX能够持续稳定、达标、超低排放。
关键词：烟气脱硝；催化还原技术；氮氧化物；超低排放
引言
我国火电燃煤机组基本都配套建设烟气脱硝装置，有效遏制排放烟气中的氮氧化物（NOX）。但由于建设管理、设计施工、运行维检等原因，影响脱硝装置的稳定运行，造成NOx偶尔超标排放，因此，烟气脱硝装置的运行调整、日常维护、设备维检就显得格外重要。
徐矿集团新疆阿克苏热电公司2×200MW机组脱硝改造工程运行初期，在机组变工况运行时，经常出现NOX间断超标排放现象，通过不断摸索调整，总结出一套行之有效的方法，将NOX稳定控制在＜50mg/Nm³的范围内，现将运行调整经过予以总结，以供借鉴参考。
1·烟气脱硝工程概况及存在问题
1.1 烟气脱硝概况
徐矿集团新疆阿克苏热电公司2×200MW机组脱硝改造工程提供锅炉低氮燃烧器改造、烟气选择性催化还原（SCR）脱硝装置及以液氨作为还原剂，SCR脱硝装置采用蜂窝式催化剂，采用锅炉低氮燃烧器改造和选择性催化还原烟气脱硝系统，用液氨作SCR脱硝还原剂，单锅炉设双SCR反应器，反应器布置在省煤器与空气预热器之间的高含尘区域。对烟道、氨喷射系统、导流、混合及整流装置等作为一个整体进行优化布置，保证脱硝系统各截面的烟气流场分布均匀性。
增设锅炉省煤器旁路挡板调温系统和锅炉低氮燃烧器及二次风调节系统改造，不设脱硝旁路烟道，外设一个液氨供应站。
1.2 烟气脱硝投运后存在问题
烟气脱硝改造工程投入运行后，存在以下问题：a.机组持续50%出力，脱硝SCR区域烟温不能满足＞310℃的催化剂反应温度，使烟尘中NOX间断超标排放，氨逃逸偶有发生。B.当机组负荷波动运行时，对烟气脱硝的喷氨量跟踪调节不及时，液氨耗用量居高不下。C.厂用电量和排污费用增加。
2·烟气脱硝技术介绍
2.1 脱硝SCR原理
脱硝SCR核心技术是用氨催化还原促使烟气中NOX大幅度净化的方法，以满足日趋严格的NOX排放标准。SCR方法是一种以NH3作为还原剂将烟道中的NOX分解成无害的N2和H2O的干法脱硝方法。反应的基本原理是：
氨是通过NH3喷射格栅注入到烟道与烟气混合的，然后进入反应器，通过催化剂层，与NOX发生反应。SCR系统安装在锅炉省煤器后空预器前，通过上述反应减少烟气中的NOX的浓度。
2·2低NOX燃烧技术
锅炉炉膛燃烧区的氧浓度对NOX的生成有很大影响，当过量空气系数ɑ＜1，燃烧区域处于“贫氧燃烧”状态时，对于抑制在该区中NOX的生成量有明显效果。根据这一原理，通过低氮燃烧器调节，将锅炉的燃烧分为两个区域进行，将85%左右的燃料送入第一级燃烧区进行“富氧燃烧”，生成大量的NOX，在第二级燃烧区送入15%的燃料，进行缺氧燃烧，将第一区生成的NOX进行还原，同时抑制NOX的生成，可降低NOX的排放。把供给燃烧区的空气量减少到全部燃烧所需用空气量的70%左右，从而降低了燃烧区的氧浓度，也降低了燃烧区的温度水平。燃烧所需的其余空气则通过燃烧器上面的燃尽风喷口送入炉膛与所产生的烟气混合，完成整个燃烧过程。
低氮燃烧器通过改造燃烧器的结构及改变进入燃烧器的风煤配比，使得进入炉膛的煤粉分级、浓淡燃烧，有效抑NOX的生成。低氮燃烧技术的脱硝率仅有25%-40%，锅炉采用低氮燃烧器，结合SCR技术，通过对燃烧的精细调整，能够满足烟气中NOX的超低排放标准。
3· 改造后运行方式的调整情况
针对机组持续50%负荷运行时，脱硝SCR区域烟温不能满足需＞310℃的最低催化剂反应温度，从而使烟气中NOX间断超标排放，氨逃逸偶有发生，排污费用、液氨耗量居高不下的问题，进行以下调整：
（1）充分利用锅炉后竖井包墙过热器区域增设的烟气旁路开孔，在锅炉低负荷阶段，打开烟气旁路门，通过引省煤器入口高温烟气加热出口烟气，达到提高脱硝入口烟气温度，满足喷氨反应温度的需求。
（2）在机组负荷为额定负荷的50%工况下：采用常规运行模式，不投用SOFA参与配风调整，将烟气含氧量调节在4.5%-6%区间时，NOX排放浓度值为500-600 mg/Nm3； 投用燃尽风参与配风调整，挤渣门打开，将烟气含氧量调节在2.7%左右，NOx排放浓度值能达到350 mg/Nm3 以下。
（3）低烟气含氧量运行时，总风量降到320-330t/h，不投用低氮燃烧器参与配风调整，对停用的SOFA风的风门，保留 5%的开度，避免喷燃器口过热烧坏。机组增加负荷运行，脱硝SCR入口烟温＞310℃时，及时投入低氮燃烧器参与配风调整，降低原烟气的NOX含量。
（4）当机组降负荷低于60%时，脱硝SCR区域入口温度接近310℃，需及时增加送风量，提高烟气中的氧含量。机组增、减负荷运行时，需根据脱硝SCR区域入口烟温的变化及时开、关新增的烟气旁路挡板门。
（5）为减少送风量，降低厂用电率，在机组低负荷运行时，尽可能开启挤渣门运行，充分利用炉膛下部漏风。在低负荷运行阶段，合理组合磨煤机运行方式，尽可能保留上层磨煤机的运行方式组合。
（6）在满足对烟气中NOX＜50mg/Nm3 超低排放标准下，将液氨用量纳入生产考核指标管理，开展小指标竞赛工作。
以上措施实施后，在低负荷运行期间，锅炉脱硝SCR区域烟温能够满足＞310℃的最低催化剂反应温度要求，环保排污费用得到降低，液氨耗用量也能够有效减少。
4 ·方案实施后的运行效果
烟气脱硝超低排放改造后的运行方案实施后，烟气中NOX＜50 mg/Nm3超低排放标准，液氨用量也得到了有效控制。
方案实施后，液氨耗用量和排污费用均得到了有效降低，2018年同比少交排污费用15.35万元。2018年百万度电耗用液氨平均值为418.16千克，同比百万度电耗氨减少109.5千克，年节约液氨134.69吨，全年节约液氨费用35.83余万元。
5 · 结论
烟气脱硝超低排放改造后的优化运行方案实施后，在机组低运行时，脱硝SCR区域入口烟温能够达到＞310℃的最低催化剂反应温度要求，烟气脱硝排放能够达到国家环保部门要求的NOX＜50mg/m3的标准，持续运行正常。同时，在满足烟气环保排放的要求下，液氨耗用量也能够得到有效减少，环保贡献和经济效益显著。
在国家环保部门对烟气达标排放监管日益严格的环境下，徐矿集团新疆阿克苏热电公司生产技术人员，积极探索，通过对脱硝系统改造后的运方优化调整，不仅保障了烟气达标排放，同时也减少了公司排污费用的上缴，降低喷氨耗用量。在机组安全经济运行的基础上减少了对大气环境的污染，为“低碳排放、绿色经济”创造了新的成效。
参考文献：
1.四川电力建设二公司组编，火力发电厂脱硫脱硝施工安装与运行技术，中国电力出版社，2010
2.新疆阿克苏热电公司内部刊物《脱硝运行规程》
论文作者:刘 源,谭元鸿
论文发表刊物:《中国电业》2019年第9期
论文发表时间:2019/9/20
标签：烟气论文; 机组论文; 阿克苏论文; 锅炉论文; 负荷论文; 液氨论文; 区域论文; 《中国电业》2019年第9期论文;