大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂 河北唐山 063028
摘要：本文主要阐述陡河发电厂脱硝改造工程，脱硝系统投入运行后烟气中NOx排放能过达到达标排放，同时实现了明显的环境效益及社会效益，进一步提高了企业清洁生产水平，显著的大幅度减少了环境污染。对环境保护起到了重要作用，为清洁环境绿色环保，可持续发展做出了贡献。
关键词：发电机组；辅助；预警；创新与实践
1.立项背景
“十二.五”期间，随着国家环保部门对电力污染治理要求的不断提高和国家环保部《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）的出台，结合中国大唐集团公司节能减排工作的总体部署，需要实施#8锅炉烟气脱硝改造工程，将机组NOx排放进一步降低到100mg/Nm3以下，以满足国家环保要求。该厂8号炉脱硝改造首先面临的最大问题就是空间狭小，脱硝系统难于布置。原锅炉已投产二十多年，未考虑预留脱硝系统空间，且经过电除尘改造后锅炉与电除尘之间空间更加局促，厂房M列与电除尘本体净距离仅为8.1米。脱硝反应器钢布置面临巨大难题。
2.主要技术创新点
2.1.该厂8号炉脱硝反应器及出入口烟道设计充分借助数值模拟及冷态物理模化试验对设计方案进行验证，保证了反应器及烟道系统阻力、温度场及流速分步，满足反应器内催化还原反应要求。
2.2.利用有限的空间在每个反应器出口烟道上布置了四个灰斗，每个灰斗底部安装有输灰管路，两根管道汇合在一起再经一根管道与电除尘入口烟道连接，灰斗内积灰借助重力和管道负压进入电除尘入口烟道，管道上装有电动锁气器，间断运行。这样就实现了在未安装气力输灰系统的情况下，节约了系统占用的空间，节省了投资。缓解了脱硝出口烟道灰进入空气预热器而造成的磨损、腐蚀和堵灰情况。
2.3.尿素溶液输送管道的伴热及冲洗系统通常采取的电伴热方式具有缺陷多，故障发现不及时，检修维护量大的缺点。蒸汽伴热系统复杂，容易造成管道内尿素溶液水解等缺点。每台机组尿素热解系统计量控制模块单独设置一套冲洗水系统，造成设备投资多，管道系统复杂的问题。尿素溶液热水水伴热及冲洗系统伴热温度稳定，且调整方便，伴热水循环使用，收集尿素溶液制备罐、储罐加热器疏水，节水。伴热水引出支路作为计量控制模块冲洗水，简化了系统，节省投资，便于检修维护。
3.内涵与实践
“200MW机组狭小空间脱硝改造设计优化与施工创新”成果，是在该厂结合集团公司推行“管理提升年”的活动中，结合本厂的实际情况，以降低本厂脱硫系统耗电量为目标，以保证脱硫系统安全稳定、经济运行为宗旨等大环境下应运而生的。
本项目脱硝工艺采用选择性催化还原法（SCR），脱硝效率不低于80%。SCR反应器系统按一台机组配置两台脱硝反应器，布置在锅炉与电除尘中间区域。省煤器出口烟道垂直上升接入SCR反应器，反应器为垂直布置，经过脱硝以后的烟气经垂直烟道转入水平烟道接入空预器入口。
8号炉脱硝反应器出口烟道输灰系统，在每个反应器出口烟道上布置了四个灰斗，每个灰斗底部安装有输灰管路，两根管道汇合在一起再经一根管道与电除尘入口烟道连接，管道上装有电动锁气器，管道外部做保温。在未安装气力输灰系统的情况下，缓解了脱硝出口烟道灰进入空气预热器而造成的磨损、腐蚀和堵灰情况。
该厂6台机组脱硝改造工程共用1个还原剂制备区，尿素溶液输送/循环管道采用架空敷设方式，采用一种新的尿素溶液输送管道的伴热及冲洗系统，该系统主要包括给水系统、伴热水罐、伴热管道和冲洗水管，给水系统向伴热水罐输送除盐水，经伴热水罐加热至适度温度；伴热水罐、伴热水泵、阀门及伴热管道形成循环回路。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在尿素计量控制模块区域伴热管道引出一个支路即作为冲洗水管，冲洗水管与尿素溶液输送管道的计量控制模块的输入口连接，排水管与计量控制模块的排污口连接将废水排出。该系统热温度稳定，且调整方便。伴热水循环使用，收集尿素溶液制备罐、储罐加热器疏水，节水。伴热水引出支路作为计量控制模块冲洗水，简化了系统，节省投资，便于检修维护。
4.项目完成情况
工程于2012年9月12日正式开工，2013年4月10日至4月16日进行了整体168h移交试运行。经省环境监测站验收，8号锅炉脱硝系统入口氮氧化物最大排放浓度为：484mg/m3，氮氧化物最大排放浓度为：90mg/m3，满足《火电厂大气污染物排放标准》。改造完成后NOx排放浓度≤100mg/m3，烟尘和SO2排放浓度不变，8号炉每年可减排NOx 约1557吨。
5.应用情况
脱硝系统采用选择性催化还原法（SCR），脱硝反应器布置在锅炉与电除尘中间区域，催化剂采用板式。工程前期完成脱硝反应器主体结构建设，利用机组大修机会完成脱硝反应器与锅炉烟道的过渡工作。脱硝反应器布置16台声波吹灰器，8台蒸汽吹灰器，脱硝反应器出入口未设置气力输灰系统，在脱硝出口烟道转向位置安装输灰管线直接进入电除尘入口烟道，在该管道上设置电动锁气器，既减少脱硝系统出口烟气的积灰进入空气预热器，又未增加气力输灰系统，节约了系统占用的空间，节省了投资。#8炉脱硝系统改造完成后锅炉NOx排放量最大由原来最大652 mg/Nm3，降低到小100mg/Nm3，，#8炉每年可减排NOx 约1557吨。同时实现了明显的环境效益及社会效益。
6.环境效益及社会经济效益
本工程脱硝系统投入运行后，烟气中NOx排放能过达到达标排放，同时实现了明显的环境效益及社会效益，进一步提高了企业清洁生产水平，显著的大幅度减少了环境污染。对环境保护起到了重要作用，为清洁环境绿色环保，可持续发展做出了贡献。
7.与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较
7.1.该厂8号炉脱硝系统在设计阶段充分借助CFD数模技术和物理模型试验进行系统优化较好的解决论证了系统阻力等问题，提出了合理可靠的解决方案。性能试验测试单个反应器系统阻力最大为470Pa，优于设计值，在同类锅炉脱硝改造中属于较好水平。
7.2.在每个脱硝反应器出口烟道上布置了四个灰斗，每个灰斗底部安装有输灰管路，两根管道汇合在一起再经一根管道与电除尘入口烟道连接，灰斗内积灰借助重力和管道负压进入电除尘入口烟道，管道上装有电动锁气器，间断运行。减少了脱硝出口烟道灰经空气预热器而造成的磨损和腐蚀。该方案适合在同类型锅炉中推广。
7.3.尿素溶液输送管道的伴热及冲洗系统，伴热温度稳定，且调整方便。伴热水循环使用，收集尿素溶液制备罐、储罐加热器疏水，节水。伴热水引出支路作为计量控制模块冲洗水，简化了系统，节省投资，便于检修维护。该系统取得了国家实用新型专利，适合在行业同类系统中推广。
8.总结
在设计阶段充分借助CFD数模技术和物理模型试验进行系统优化较好的解决论证了系统阻力等问题，提出了合理可靠的解决方案。性能试验测试单个反应器系统阻力最大为470Pa，优于设计值，在同类锅炉脱硝改造中属于较好水平。在每个反应器出口烟道上布置了四个灰斗，每个灰斗底部安装有输灰管路，两根管道汇合在一起再经一根管道与电除尘入口烟道连接，管道上装有电动锁气器，间断运行，减少了脱硝出口烟道灰经空气预热器而造成的磨损和腐蚀。尿素溶液输送管道的伴热及冲洗系统，伴热温度稳定，且调整方便。伴热水循环使用，收集尿素溶液制备罐、储罐加热器疏水，节水。伴热水引出支路作为计量控制模块冲洗水，简化了系统，节省投资，便于检修维护。该系统取得了国家实用新型专利，适合在行业同类系统中推广。结合机组改造进度，提前准备申请材料，提前预约环保部门检查日期，在脱硝系统168小时试运后，及时取得了脱硝电价。此项技改获得国家实用新型专利证书（专利号ZL2013 2 0413111.6），对后续电厂改造有重要的示范意义。
论文作者:张浩军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第12期
论文发表时间:2018/9/13
标签：系统论文; 反应器论文; 管道论文; 烟道论文; 尿素论文; 溶液论文; 锅炉论文; 《建筑学研究前沿》2018年第12期论文;