关键词：火电厂；脱硝技术；运行分析
工业化发展日渐繁盛，对推动国家经济发展有着不可磨灭的功劳，而工业化进程中，对于大气的影响也是十分严重的，其中氮氧化物便是空气中的主要污染物。根据统计，在我国空气中的氮氧化物，有百分之七十以上是来自于燃烧煤炭所致，作为燃烧煤炭的大户，电力系统中的火电厂便是空气中氮氧化物的主要来源之一。为了能够保证电力企业高效运行，降低火力发电厂中排放氮氧化物的力度，当前国家政府部门对电力企业做出严格要求，明确指出新建的火电厂必须要加装脱硝设备，要求将氮氧化物的排放量符合国家标准。
1.电力企业使用的脱硝技术概述
在电力企业中，降低氮氧化物主要是有两种措施，一种是在燃烧煤炭的过程中控制好氮氧化物的生成，也就是低氮氧化物燃烧技术。另一种是科学合理的处理已经生成的氮氧化物，也就是烟气脱硝技术。
1.1低氮氧化物燃烧技术
为了能够合理的控制好在煤炭燃烧过程中的氮氧化物生产，主要是通过三种措施予以实现。
第一，在燃烧的时候适当的降低大气中的氧气含量和空气系数，让煤粉在相对缺氧的环境下燃烧。
第二，在燃烧的时候适当的降低煤粉燃烧的温度，防止在局部地区产生高温。
第三，在高温区内适当的缩短烟气停留的时间。
使用低氮氧化物燃烧技术的主要方法有以下几种：
1.1.1空气分级燃烧技术
在燃烧区域内，氧气的浓度会关系到氮氧化物的生成，当在燃烧区，空气系数没有超过1的时候，那么燃烧区就会处于缺氧的富燃烧状态，随即煤粉在燃烧区域内的燃烧速度便会下降，温度水平也会下降。此时，燃烧区的氮氧化物反应的速率就会出现十分明显的降低趋势，对氮氧化物的产生还有很强的抑制作用。但是在抑制燃烧区空气含量的时候，也要科学合理，不能无休止的降低，一般情况下，将空气含量降低到原先的百分之七十就可以了。
1.1.2燃料需要分级进行燃烧
在燃料进行燃烧的时候，已经生成的一氧化氮会遇到还原性气体，这时候就会发生一氧化氮还原反应，反应方程式为：
4NO+CH4=2N2+CO2+2H2O2NO+2CnHm+(2n+m/2-1)O2=N2+2nCO2+mH2O2NO+2CO=N2+2CO22NO+2C=N2+2CO2NO+2H2=N2+2H2O
通过利用这个原理，将85%左右的燃料送入到第一级燃烧区，在空气系数超过1的条件之下进行燃烧，从而生成氮氧化物。将剩下的送入二级燃烧区，在空气系数没有超过1的条件之下型号才能还原气氛，让燃料生成氮氧化物被还原。
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1.1.3低氮氧化物燃烧器
在进行燃烧的时候，主要是将燃烧器的结构进行特殊设计，并且将在通风燃烧器中的风煤比例进行改变，进而达到在燃烧器内部的着火区空气分级，燃料分级以及烟气再循环的效果。这样做的优势是可以保证进入到燃烧器的煤粉燃烧的同时，还可以十分有效的对氮氧化物生成产生抑制作用。
1.2烟气脱硝技术
在火电发电厂中，最常使用的烟气脱硝技术主要有五种，在所有的处理烟气的技术之中，液体吸收法是脱硝效率最低的，并且其净化的效果也很差。若是使用吸附法进行脱硝，虽然是具备比较高的效率，但是却又存在着吸附量少的缺点，而且需要使用的设备也比较庞大，推广比较困难。脉冲电晕法是可以将脱硝和脱硫功能同时实现的，但是该如何达到高压脉冲电源的大功率和窄脉冲，实现长寿命等，这些问题是迫切需要解决的。目前在行业中，使用最多的便是选择性非催化剂还原法和选择性催化剂还原法
1.2.1选择性非催化还原法
选择性非催化还原法主要是不借助于催化的方法之下，向火电厂燃烧炉内喷洒一定剂量的还原剂或者是尿素，将在炉内生成的氮氧化物进行还原，生成氮气和水。从锅炉的烟道处喷入还原剂，当炉内的温度过高的时候，就会发生化学反应，又会生成一氧化氮。当炉内的温度过低的时候，又会降低反应的速度，所以说，在控制氮氧化物排放量的时候，控制温度至关重要。这项工艺不需要催化剂，但是存在的缺点是脱硝效率不高，影响受热面的安全。
1.2.2选择性催化还原法
这种方法的一般原理是借助于喷氨系统把具有一定浓度的还原剂喷洒到锅炉的烟道之中，进而与烟道内的烟气混合，在混合之后催化剂对烟气进行催化，选择性的把氮氧化物生成氮气和水。选择性催化还原法主要是包括着催化剂的反应室，氨储运系统等等。
2.350MW机组脱硝运行分析
350MW机组脱硝运行分析是以某热电厂的350MW机组的脱硝系统运行情况进行分析。
2.1影响运行时的脱硝效率因素
在350MW机组中，其主要的脱硝系统是由两部分组合而成，一部分是处理烟气系统，一部分是降低锅炉燃烧生成的氮氧化物系统。从锅炉燃烧的角度出发，在实现降低炉内氮氧化物生成的同时，还需要提升锅炉内的燃烧效率，让机组可以达到更加经济化的运行。另外，从处理烟气的角度出发，当排放烟气的量达到一定的标准时，便可以降低喷入还原剂的量，达到降低发电成本的目的。因此，在运行过程中要着重分析脱硝的效率。
2.1.1影响锅炉内氮氧化物生成的主要因素
首先便是对空气含量的控制。控制氮氧化物生成的有效措施便是实现炉内低氧燃烧，当炉内的空气系数越少的时候，生成氮氧化物的量就会越少。但是这会带来一定的负面影响，如：降低燃烧效率，增大焦腐蚀。通过实验证明，将烟气含氧量控制在4%左右即可。其次，空气分级燃烧。若是实现这项措施，要控制好烟气中的含氧量。氮氧化物生成的量与燃尽开门的开度有一定关系的。当燃尽风门开大并且二次风门的开度不变的时候，就会增多燃尽风量，若是没有增加送风量，燃烧器的二次风量就会降低，也就是说在燃烧区域内，会降低空气量，从而导致氮氧化物降低。最后，还可以对燃烧区域内的温度进行合理控制，通过采用低氧燃烧以及空气分级技术，降低燃烧区域内的温度，进而降低氮氧化物的产生速度，从而实现有效的氮氧化物控制。
2.1.2影响烟气处理系统的脱硝效率因素
在选择性催化还原法中，最重要的参数是氧气的浓度，水蒸气的浓度，二氧化硫的浓度等等。选择催化剂需要参考的参数是烟气温度。催化反应的发生，只是停留在一定的温度范围之内，与此同时还需要控制好催化所需的温度。当氧气的浓度达到一定标准的时候，催化剂的性能也不断被激发，进而逐渐的达到接近值，但是氧气的浓度要进行合理控制，不能够过高，一般情况下需要控制在2%-3%。影响选择性催化还原法的另一个重要指标是氨逃逸，在完成反应之后，烟气的下游处多余的氨就是氨逃逸，脱除氮氧化物的效率与氨逃逸的数量存在很大关系。
结束语
论文作者:王振阳,
论文发表刊物:《中国电业》2019年14期
论文发表时间:2019/11/15
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