(广东粤电大埔发电有限公司 514200)
【摘要】某电厂投产以来，1、2号机组启动并网后需要约8小时才能投入脱硝系统运行，造成较大的环保压力。脱硝系统投入时间长主要受制于SCR进口烟温达不到要求，原因有以下几点，一是并网后由于汽轮机应力裕度不够；二是由于现阶段单机运行无邻机汽源，本厂启动锅炉又出力不够；三是本厂电泵出力有限需转为汽泵运行后才能加负荷。分析影响SCR进口烟温达不到要求的原因后，运行人员开展一系列调整措施来提高SCR进口烟温。
【关键词】脱硝，SCR，烟温，应力裕度
引言
某厂项目为“上大压小”异地新建项目，建设2台660MW级国产超超临界燃煤发电机组，机组投产后将带基本负荷并参与系统调峰。在机组历次的并网过程中，发现均需较长时间才能投入脱硝系统运行。而根据《关于污染物超标规定及SCR投运的要求》，氮氧化物从机组并网开始进行超标考核。如何快速投入脱硝系统运行对减少机组启动过程中氮氧化物超标考核意义重大。
一、基本情况
某电厂锅炉采用上海锅炉厂超超临界锅炉，锅炉型号SG-2037/26.15-M6010，为超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、Π 型露天布置、风冷干式除渣装置、全钢架悬吊结构。炉后尾部布置两台三分仓容克式空气预热器。采用正压冷一次风机直吹式制粉系统。炉膛由膜式壁组成。从炉膛冷灰斗进口（标高8300mm）到标高50547mm处炉膛四周采用螺旋管圈，在此上方为垂直管圈。每台锅炉设24只直流式煤粉燃烧器，分6层布置于炉膛下部四角，煤粉和空气从四角送入，在炉膛中呈切圆方式燃烧。
某电厂1、2号机组烟气脱硝系统是由上海电站环保股份有限公司提供。1、2号锅炉脱硝工程采用高灰型选择性催化还原烟气脱硝（SCR）工艺，催化剂层数按2＋1 模式布置，初装2 层预留1 层，在设计工况、处理100%烟气量、在布置2 层催化剂条件下每套脱硝装置脱硝效率均不小于80%。从锅炉省煤器来的烟气经SCR 装置入口补偿器、AIG（氨喷射格栅）、反应器入口补偿器，然后进入反应器内（无旁路烟道），还原剂（氨）在催化剂的作用下与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的NOx。经处理后的烟气直接进入锅炉空预器内。
二、机组并网后存在的问题
机组投产以来，历次启动并网后需要约8小时才能投入脱硝系统运行，造成较大的环保压力。脱硝系统投入时间长主要受制于SCR进口烟温达不到要求。根据《关于污染物超标规定及SCR投运的要求》，氮氧化物从机组并网开始进行超标考核。如何快速投入脱硝系统运行对减少机组启动过程中氮氧化物超标考核变得意义重大。
三、原因分析
脱硝系统投入时间长主要受制于SCR进口烟温达不到要求，主要原因有以下几点，一是并网后由于汽轮机应力裕度不够，需暖机后才能加负荷来提高烟温；二是由于现阶段单机运行无邻机汽源，本厂启动锅炉又出力不够，启动时除氧器不够汽源加热给水温度低导致SCR进口烟温低；同样由于辅汽不够造成小机启动节点放在并网带一定负荷后，这也影响了加负荷来提高烟温；三是本厂电泵出力有限需转为汽泵运行后才能加负荷来提高烟温。
四、快速提高SCR进口烟温的措施
1.并网前充分暖机
机组并网前，适当延长汽机暖机时间，尽量提高汽机应力裕度。同时，适当开大汽机高压旁路，为锅炉提高燃烧率创造条件，加快提高锅炉烟温，尽早投入脱硝系统，同时保证并网后可快速带负荷。
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2.减少启动时炉膛风量
在保证炉膛燃料能充分燃烧的情况下，适当减少炉膛总风量，在一定燃料量的情况下，烟气量越少，烟温越高。据查阅历史数据，最近几次投入脱硝系统的时间点，炉膛总风量均控制在1200t/h内。再往前几次的投脱硝的时间点，炉膛总风量控制在1400t/h左右，相较于最近几次的机组启动，烟温上升相对较慢。因此，减少启动时炉膛总风量是这两次机组启动能在并网后6小时就投入脱硝系统的重要原因之一。
3.髙加随机启动
根据《关于污染物超标规定及SCR投运的要求》，氮氧化物从机组并网开始进行超标考核，为此必须采取有效措施争取减少机组启动过程中氮氧化物超标考核。通过对高加随机启动技术的优化，缩短了并网至完全投入高加所需的时间，为并网后尽快提高给水温度创造了有利条件。通过给水温度的提高，可减少冷源损失，有利于提高炉膛出口烟气温度。同时，尽早投入高加，增加了汽机的进汽量，使汽机暖机更充分，有利于提高汽机应力裕度，为锅炉尽快提高主、再热汽温，减少对烟气的吸热量、提高进入SCR的烟气温度创造了有利条件。
4.优化汽泵启动节点
首先，如果邻机运行的情况下，可采用邻机辅汽供备用机组的给水泵汽机，汽机采用汽泵启动的方式，以节省并网后汽泵启动以及电泵转汽泵运行所耗费的时间。根据机组启动的历史数据得出，并网后小机冲转至电泵转汽泵运行所需时间至少为3.5个小时，有两次机组启动甚至长达5个小时，节省这部分时间是可以加快投入脱硝系统的。再者，如果没有邻机运行，可优化汽泵的启动节点，从并网、启动汽泵、电泵转汽泵到投脱硝，争取在一个班内完成这项连贯的工作，减少交接班过程中所需时间，并且可以减少衔接班组重复检查设备所耗费的时间，提高工作效率，加快并网后升负荷速率。
5.优化燃烧调整
机组点火阶段，优化组合磨投运方式，尽量安排上层磨组运行。机组并网后，在汽机应力裕度许可范围内，尽快投运第三、第四套制粉系统运行，控制锅炉升温升压速率，同时增加上层磨组的出力，抬高火焰中心的位置，从而提高SCR入口烟气温度。
6.合理利用烟气调节挡板
合理利用再热器烟气挡板，在机组启动初期，再热器蒸汽流量较小，可适当保持再热器侧烟气挡板较大开度，保证更大流量的烟气经过再热器，减少烟气在低温过热器的换热，可有效提高SCR入口烟温。
五、治理效果
采取上述一系列技术整改措施后，对并网后至投入脱销系统所需时间有了较为明显的缩短。最近两次机组启动并网后约6小时脱销系统投入运行，显著缩短了投入时间，有效减少氮氧化物排放量，减少机组启动过程中的环保超标考核。每次机组启动中，并网至投入脱硝系统所需时间已实现从8个小时缩短至6个小时，有效减少氮氧化物排放量约0.8吨。全年机组启动按15次计算，共减少氮氧化物排放量12吨，为节能减排做出了较大贡献。
六、结束语
在国家提倡节能减排的大环境下，并网后尽快投入脱硝系统运行，减少氮氧化物的排放 已成为各火电厂研究的方向。某电厂通过不断摸索试验，有针对性地优化制定了符合厂情的并网后加快脱硝系统投入技术，已显著缩短了并网至投脱硝所需的时间。
参考文献:
【1】660MW超超临界机组集控运行规程
【2】660MW超超临界机组公共及辅助系统运行规程
【3】单元机组运行（第二版）
【4】锅炉原理（第二版）
论文作者:刘逸帆
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
标签：机组论文; 烟气论文; 炉膛论文; 系统论文; 氧化物论文; 汽机论文; 锅炉论文; 《电力设备》2018年第22期论文;