江苏国信扬州发电有限责任公司 江苏扬州 225131
摘要：根据国家环保部的最新要求，燃煤发电机组大气污染物在达到超低排放的同时，应满足全负荷脱硝投运的要求。本文综合论述了目前实施的低负荷脱硝改造的主要方案，分析了各方案的优缺点，指出了工程改造时应注意的问题。
关键词：全负荷脱硝；烟气旁路；再循环
1.前言
新《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）对氮氧化物排放浓度大幅收紧，由2003年国家排放限值为450mg/m3，降至2011年的100mg/m3。各电厂为满足排放要求，争先恐后根据新要求进行了脱硝改造。鉴于选择性催化还原技术SCR脱硝效率较高，运行经济可靠，因此该技术应用较为广泛。
2、全负荷脱硝技术
全负荷SCR脱硝技术一般分为两类：改良催化剂和提高进入SCR烟气的温度。改良催化剂，扩大催化剂温度适应范围，以使得低负荷时烟气温度能够满足SCR的投运要求，这一技术尚不成熟，未能在工程上应用。目前工程上普遍应用的全负荷技术为，通过进行改造提高低负荷时的烟气温度，控制机组在任意负荷下反应器中烟气温度均在320℃～420℃之间。[2]目前主要有两种途径：一、烟气侧改造，即提高省煤器入口烟气温度，代表技术为省煤器烟气旁路；二、水侧改造，即降低SCR反应器前省煤器给水的吸热量。烟气侧改造方案为增加省煤器烟气旁路。水侧改造方案主要有：省煤器采取分级布置、增加省煤器水旁路、热水再循环、增加旁路高加等。
2.1增加省煤器烟气旁路
增加省煤器烟气旁路即通过抽取省煤器入口前的高温烟气与省煤器出口烟气混合，提高低负荷时SCR入口烟温。旁路烟道出口处设置旁路烟气挡板，可通过调节旁路烟气挡板的开度来调节外旁路烟气和省煤器出口烟气的混合比例，进而达到调节SCR反应器入口烟温的目的。图1为省煤器外部烟气旁路示意图。
图1.省煤器外部烟气旁路原理图
省煤器旁路系统简单，改造方便，调节灵敏，且可以较大幅度的提高低负荷时SCR入口烟温，但增加省煤器烟气旁路可能引起如下问题：一、旁路运行时降低锅炉效率（0.5-1%），增加煤耗及热损失。二、对旁路挡板性能要求较高，从而出现高负荷时烟气泄漏或无法关闭现象。这会造成高负荷下，反应器入口烟气温度过高而导致催化剂烧结，降低脱硝效率。
2.2省煤器给水旁路
在省煤器进口集箱之前的给水管道上设置调节阀和连接管道，将部分给水短路，直接引至下降管中，详见图2。运行过程中可通过调节旁路阀开度，调节流经省煤器的给水量，从而控制流经省煤器的给水的吸热量，以达到调节省煤器出口烟温的目的。由于给水的换热系数为烟气换热系数的1/83，远小于烟气的换热系数，通过给水旁路提高进入SCR反应器的烟气温度，但是温升幅度及灵敏性明显不如省煤器烟气旁路。在高负荷下，可以调节阀全关，避免因烟气温度过高，而对催化剂造成烧结，安全稳定性较高。但在低负荷下，会因省煤器出口烟气温度升高而影响锅炉热效率。
图2.省煤器水旁路的原理图
2.3省煤器热水再循环
省煤器热水再循环方案由省煤器水旁路的方案演变而来，在省煤器出口集箱之后的下降管设置调节阀和连接管道，将省煤器出口的部分热水再循环（增加泵）引至省煤器进口，以提高省煤器进口的水温，降低省煤器的吸热量，进而保证在更低负荷时，提高省煤器出口的烟气温度。高负荷时可关闭调节阀，避免烟温过高，但是为避免省煤器中给水汽化，保证安全运行，省煤器进口给水温度不宜提高太多，因此反应器入口烟温提升幅度有限。
图3.省煤器再循环原理图
3.结语
通过以上阐述，几种改造方案均能提高在锅炉低负荷运行时的烟气温度。综合考虑下省煤器分级方案对系统影响较小，随负荷变动可调节范围大，排烟温度基本保持不变。可实现锅炉热效率等性能指标不受影响的情况下，保证SCR系统在最低稳燃负荷以上所有负荷正常投运。但是投资成本较大，老机组改造还受空间的限制。省煤器烟气旁路、水旁路、热水再循环、增加旁路高加等方案相对简单，但均会造成低负荷下排烟气温度升高，从而影响低负荷下的锅炉热效率，建议结合低低温省煤器同步改造。
参考文献：
[1]王海．1 000 MW机组锅炉SCR脱硝系统的运行优化[J]．浙江电力，2013，32（12）：55—58．
[2]黄文静，戴苏峰，艾春美，康志宏.电站燃煤锅炉全负荷SCR脱硝控制技术探讨[J].节能技术，2015（3）第2期.
论文作者:张赢丹
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/7
标签：省煤器论文; 烟气论文; 旁路论文; 负荷论文; 温度论文; 反应器论文; 锅炉论文; 《基层建设》2017年第29期论文;