隋秀坤

（國(guó)電吉林江南熱電有限公司，吉林吉林 132011）

330MW機(jī)組SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行特性分析

隋秀坤

（國(guó)電吉林江南熱電有限公司，吉林吉林 132011）

以國(guó)電吉林江南熱電有限公司330MW機(jī)組為研究對(duì)象，分析選擇性催化還原（SCR）法煙氣脫硝裝置對(duì)鍋爐的影響?；阱仩t基本參數(shù)、煤質(zhì)參數(shù)以及SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行校核計(jì)算，提出了SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化措施。

鍋爐；選擇性催化還原法；脫硝；環(huán)保；優(yōu)化

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)SO2，NOx排放量不斷增加，區(qū)域性大氣污染問(wèn)題日趨明顯。鑒于大氣污染物對(duì)環(huán)境的不利影響以及目前火電廠排放控制的嚴(yán)峻形勢(shì)，近幾年國(guó)家制訂了更為嚴(yán)格的法規(guī)、政策。由此可見，隨著電廠環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，脫硝技術(shù)將成為各大電力企業(yè)尤其是火電廠的新關(guān)注點(diǎn)，我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)決定了以火電為主的格局在比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變。選擇性催化還原（SCR）法脫硝技術(shù)是目前我國(guó)火電企業(yè)應(yīng)用最為廣泛的一種鍋爐煙氣脫硝技術(shù)，也是國(guó)際上火電企業(yè)使用的主流技術(shù)，我國(guó)已經(jīng)投運(yùn)和在建的火電廠煙氣脫硝裝置，大多采用的是SCR脫硝裝置。本課題針對(duì)國(guó)電吉林江南熱電有限公司2×330MW機(jī)組中的＃2機(jī)組SCR煙氣脫硝設(shè)備，以實(shí)際鍋爐基本參數(shù)、煤質(zhì)參數(shù)、實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)為依托，進(jìn)行分析研究。

1 電廠概況及SCR脫硝裝置布置方案

國(guó)電吉林江南熱電有限公司位于吉林市區(qū)南約5.5 km處，SCR脫硝裝置與鍋爐同步建設(shè)，SCR反應(yīng)器直接布置在省煤器之后空氣預(yù)熱器之前的煙道上。催化劑層數(shù)按2層運(yùn)行1層備用設(shè)計(jì)，現(xiàn)為2層運(yùn)行。在燃用設(shè)計(jì)煤種及校核煤種、鍋爐最大連續(xù)出力（BMCR）工況、處理100%煙氣量、2層催化劑條件下脫硝效率不小于80%。該機(jī)組設(shè)計(jì)煤質(zhì)為內(nèi)蒙古白音華褐煤，校核煤質(zhì)為白音華褐煤與黑龍江龍煤按8∶2配比的混煤。鍋爐燃煤煤質(zhì)分析及煤灰成分分析見表1。

2 SCR脫硝裝置對(duì)鍋爐的影響

SCR脫硝裝置對(duì)火電廠鍋爐的影響大致可分為對(duì)鍋爐設(shè)備及鍋爐性能的影響。對(duì)鍋爐設(shè)備的影響體現(xiàn)在空氣預(yù)熱器、引風(fēng)機(jī)和煙道等方面；對(duì)鍋爐性能的影響主要體現(xiàn)在鍋爐效率、煙氣成分等方面。

表1 鍋爐燃煤煤質(zhì)分析及煤灰成分分析

2.1 對(duì)空氣預(yù)熱器的影響

SCR脫硝裝置在脫硝過(guò)程中所產(chǎn)生的硫酸氫銨會(huì)對(duì)空氣預(yù)熱器的運(yùn)行帶來(lái)較大的負(fù)面影響：硫酸氫銨牢固黏附在空氣預(yù)熱器傳熱元件的表面上，使傳熱元件發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕、積灰；同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致空氣預(yù)熱器的阻力增加，降低傳熱元件的換熱效率。因此，應(yīng)重新調(diào)整空氣預(yù)熱器的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，避免或減少因堵灰嚴(yán)重而降低鍋爐的效率。

2.2 對(duì)除塵器的影響

靜電除塵器的除灰效率受灰塵的比電阻影響很大，SCR脫硝裝置逃逸一定的氨氣，有利于提高飛灰的團(tuán)聚效果，對(duì)提高電除塵器的除塵效果有一定的益處，對(duì)袋式除塵器和輸灰系統(tǒng)幾乎沒(méi)有影響。本案例使用的是袋式除塵器，故此項(xiàng)影響可忽略。

2.3 對(duì)鍋爐效率的影響

在鍋爐煙氣中混入氨氣與空氣的混合氣體后，SCR的還原劑會(huì)吸收一部分煙氣熱量。采用低氮燃燒技術(shù)后，煙氣中NOx的體積分?jǐn)?shù)一般為0.2‰左右，不會(huì)顯著影響煙氣的輻射傳熱，也不會(huì)明顯改變煙氣的性質(zhì)和流量，因此不會(huì)對(duì)對(duì)流傳熱造成影響，相對(duì)于整個(gè)鍋爐煙氣而言其影響甚微。由于增加了SCR裝置，煙氣成分發(fā)生了微小變化，空氣預(yù)熱器入口煙溫比原設(shè)計(jì)溫度下降約5℃，對(duì)鍋爐效率的影響很小，一般不考慮。

3 鍋爐SCR系統(tǒng)的校核計(jì)算

＃2機(jī)組SCR系統(tǒng)采用高灰段布置方式，反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器出口和空氣預(yù)熱器之間，采用1爐2反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)。SCR系統(tǒng)的還原劑采用液氨，反應(yīng)器以蜂窩式催化劑進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)該機(jī)組所用煤質(zhì)參數(shù)以及150～280MW工況下分散控制系統(tǒng)（DCS）所記錄的SCR相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)該系統(tǒng)的脫硝效率、噴氨量等參數(shù)進(jìn)行校核計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表2。

由表2可以看出，＃2機(jī)組的SCR脫硝系統(tǒng)基本達(dá)到最初設(shè)計(jì)時(shí)的要求，但從A，B兩側(cè)脫硝效率來(lái)看，鍋爐負(fù)荷、磨煤機(jī)運(yùn)行數(shù)量及煙氣流量的變化對(duì)脫硝效率的影響較大；180MW負(fù)荷時(shí)3臺(tái)磨煤機(jī)已不能滿足要求，需要啟動(dòng)第4臺(tái)磨煤機(jī)，但此時(shí)進(jìn)入爐膛的風(fēng)粉配比改變，入口NOx質(zhì)量濃度增大，此時(shí)需要增加噴氨量及降低氧量來(lái)進(jìn)行調(diào)整，280 MW工況時(shí)亦是如此；另外，煙氣和氨在進(jìn)入SCR反應(yīng)器之前進(jìn)行混合，如果還原劑和煙氣混合不均勻，還原效率就會(huì)降低?？梢圆扇∫韵麓胧?duì)脫硝系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化。

表2 SCR系統(tǒng)重要參數(shù)計(jì)算結(jié)果

（1）在反應(yīng)器上游安裝靜態(tài)混合器。

（2）磨煤機(jī)運(yùn)行工況改變時(shí)加強(qiáng)風(fēng)量的調(diào)整。

（3）提高噴射器數(shù)量或增加噴射區(qū)域。

（4）盡快離開需要啟、停磨煤機(jī)進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整的工況點(diǎn)，以提高脫硝系統(tǒng)的效率。

（5）加強(qiáng)對(duì)SCR脫硝系統(tǒng)的除灰管理，防止因催化劑中毒而導(dǎo)致脫硝效率降低。

（6）盡量降低鍋爐過(guò)量空氣系數(shù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行特性進(jìn)行深入分析，不斷完善測(cè)量方法和計(jì)算方法，可以有效提高脫硝效率，為大型鍋爐機(jī)組的優(yōu)化設(shè)計(jì)和可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供有力的保障。

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（本文責(zé)編：劉芳）

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：1674-1951（2015）06-0005-02

隋秀坤（1980—），男，吉林公主嶺人，工程師，從事電廠集控運(yùn)行方面的工作（E-mail：sxkun1＠sina.com）。

2015-01-27；

2015-05-31