【关键词】：脱硝改造；稀释水系统；分配系统；喷射系统；改造优点；经济效益
1 立项背景
2×125MW机组两台锅炉烟气脱硝系统采用SNCR工艺，为变压力定浓度调整方式，由于1号锅炉NOX排放值约为350 mg/Nm3左右，2号锅炉NOX排放值约为440 mg/Nm3左右，两台锅炉NOX排放值偏差较大，采用变压力定浓度调整方式供两台锅炉脱硝系统运行，造成脱硝剂（尿素）使用量较大，由于尿素溶液压力和压缩空气压力偏差较大，使喷枪气相与液相比偏差较大，出现了喷枪堵塞尿素喷射到对面水冷壁，造成水冷壁腐蚀泄漏3次，严重威胁机组安全稳定运行，并且尿素溶液过喷造成氨逃逸过大，出现了低温预热器6个管箱堵塞，6个管箱磨损加剧，无法满足机组正常运行，造成机组经济性降低。针对此问题，对两台锅炉烟气脱硝系统进行定压力变浓度优化改造，大幅度降低尿素使用量，并通过浮子流量计及时发现喷枪堵塞，避免水冷壁腐蚀重大隐患。
2 脱硝系统定压力变浓度改造
2.1尿素溶液循环装置
1、2号锅炉脱硝系统设置两套尿素溶液循环装置，每一套循环管路为一台锅炉的脱硝系统供应40%尿素溶液。通过1台多级离心泵将储存罐尿素溶液输送至2号锅炉约30米尿素管路和1号锅炉约30米尿素管路，通过电动门和电调门开度控制与稀释系统管路来的除盐水进行再次尿素溶液稀释配比，其中两台锅炉脱硝系统的尿素溶液循环装置设置1台多级离心泵运行（1用1备）、设置了远程控制和监测循环系统的压力、温度、流量等仪表。两套系统之间设置联络管道和手动阀，增加大循环系统，回到存储罐内。
2.2尿素溶液喷射系统
2.2.1稀释水装置
在2号锅炉零米设置1套稀释水模块，通过1台多级离心泵将稀释水箱的除盐水分别输送至两台锅炉约30米脱硝炉前系统，根据还原剂喷射量以及喷射器的特性，向还原剂混合装置提供足够的稀释水压力，以保证喷射装置处理良好的工作状态，并在每台泵的入口管路设置一台Y型过滤器，进行定期清理，其中稀释水泵为1用1备，设置用于远程控制和监测的压力、流量等仪表。
2.2.2计量装置
每台锅炉30米区域设置了脱硝系统喷射区的计量模块，根据锅炉负荷、燃料、燃烧方式、NOx水平、脱硝效率等参数的变化，自动调节进入锅炉喷射区的反应剂流量。其中为每台锅炉的SNCR脱硝系统设置两路计量装置，一套为尿素溶液计量装置，一套为稀释水计量装置，通过压力、流量、变送器等仪表计量脱硝系统的尿素、除盐水、压缩空气等实际用量。
2.2.3分配装置
每台锅炉脱硝系统分别增设分配装置各2套，分为上层和下层，模块设备为每支喷枪浮子流量计、压力表、手动球阀、压缩空气定压阀、手动球阀等，可以直接调整每支喷枪压缩空气压力、尿素流量，通过喷枪雾化实验确定最佳雾化压力与流量配比值，达到了降低脱硝剂用量的目的，并且通过巡视人员检查压力、流量表计显示数值可发现喷枪是否存在堵塞，早发现早处理，避免喷枪堵塞水冷壁腐蚀隐患。
3 定压力变浓度的优点
3.1系统更为直观
通过脱硝喷射系统每支喷枪压缩空气管道上部安装定压阀，能够调整压缩空气压力数值，保证压缩空气压力稳定，通过每支喷枪尿素管道浮子流量计，调整手动阀门开度确定尿素流量，又通过浮子流量计更为直观发现喷枪堵塞问题，及时进行疏通，以及气相和液相压力偏差小，避免水冷壁腐蚀。
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3.2雾化效果显著
机组启动后进行脱硝系统调试试验，根据每支喷枪安装部位，确定每支喷枪雾化最佳气相压力与液相流量配比数值，上层前墙喷枪气液相压力比为0.2Pa:0.4Pa，侧墙喷枪气液相压力比为0.19Pa:0.4Pa，最终达到喷枪雾化最佳效果，解决尿素用量过大，避免尿素过度喷射现象及压力过高，腐蚀水冷壁危害，空气预热器堵塞严重隐患问题。
3.3 调节及时性快
根据机组氮氧化物排放浓度，调节每层尿素电调门和稀释水电调门，达到环保指标达标排放要求。
3.4施工和维护方便
每支喷枪可以有效隔离，进行检查和更换阀门，混合器可以随时切换及清理，每天检查可以直观发现喷枪堵塞异常情况，及时消除隐患。
4 经济效益
鸡西热电公司2×125MW机组烟气脱硝系统经统计,改造前2015年-2017年两台锅炉脱硝系统脱硝剂（尿素）使用量每天约为12吨，改造后同期同负荷进行比较每天尿素使用量约为9吨，每天减少尿素3吨，按照机组年运行5600小时，每吨尿素约为2300元计算,改造后每年可为公司节约维护费用约161万元，3个月即可收回改造成本，提高了两台机组经济性和安全性。
5 应用后效果
5.1 设计创新。1、2号锅炉脱硝SNCR系统增设稀释水模块和炉前喷射系统的尿素浓度配比系统，实现单台炉独立进行尿素浓度配比方式，通过压力表、尿素浮子流量计、定压阀控制每支喷枪流量，通过雾化试验确定每支喷枪的气相和液相压力配比最佳数值，达到定压力变浓度调整的目的。
5.2 定期切换。两台锅炉脱硝系统炉前管道混合器进行安装旁路系统，可进行切换定期清理，保证尿素稀释溶液混合效果，有力保证了机组脱硝系统氮氧化物排放。
5.3 布局优化。脱硝工艺间公用设备进行优化，取消稀释水罐及稀释系统，供应泵由2用1备改为1用2备运行，实现供应泵定期轮换，保证了脱硝系统稳定运行。同时，由改前5泵运行改为3泵运行方式，节约厂用电。
5.4 效果最佳。两台锅炉脱硝系统定压力变浓度改造后，避免过度喷射脱硝剂，大大节约尿素用量，根据锅炉负荷变化，调整尿素管路调节阀开度，适应不同负荷排放氮氧化物需求，并保持喷枪较好雾化状态，保证脱硝效率，设备运行稳定，提高了机组安全性和经济性。
5.5经济效益显著。 改造后两台锅炉脱硝系统尿素使用量大幅度降低，全年节省尿素约700吨，节约资金约161万元，每年为公司节能维护费用资金显著，并且减轻运行人员操作强度，操作便捷，利于监控和及时调整，超出预期改造效果。
6 结论
2×125MW机组的两台煤粉锅炉的烟气脱硝系统，采用SNCR脱硝工艺，将脱硝工艺间的稀释水系统和炉前喷射系统进行整体优化改造，变压力定浓度调整改造为定压力变浓度调整，一是投资少，见效快，收益显著，施工周期短等优点；二是两台炉可以根据机组排放氮氧化物浓度，进行实时浓度配比，节约尿素用量，避免过喷现象发生；三是节约尿素用量，经济效益显著。脱硝系统定压力变浓度升级改造，每年为公司带来百万效益，“降本增效”成果显著，夯实了两台机组安全和经济稳定运行，有力提高了机组安全性和经济性。
参考文献
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[4] 曾汉才. 大型锅炉高效低NOx燃烧技术的研究[J]. 锅炉制造, 2001(01): 1-11.
论文作者:刘坤
论文发表刊物:《当代电力文化》2020年1期
论文发表时间:2020/5/6