省煤器分級改造對脫硝的影響分析

摘 要：脫硝系統(tǒng)所使用的催化劑必須在一定的溫度范圍內(nèi)才能有效，某電廠2X600MW機組，脫硝催化劑最低連續(xù)工作溫度不低于300℃，最高連續(xù)工作溫度不超過410℃，退出脫硝的溫度是300-410℃，當(dāng)機組在低負(fù)荷運行時，進(jìn)入脫硝的煙氣溫度經(jīng)常達(dá)不到300度，脫硝系統(tǒng)經(jīng)常退出，不能滿足環(huán)保要求，為達(dá)到脫硝投入率，滿足環(huán)保要求，某電廠對省煤器進(jìn)行分級改造，將省煤器部分進(jìn)水管改至脫硝系統(tǒng)出口處，提高脫硝入口煙溫，滿足在低負(fù)荷狀態(tài)下能正常投入脫硝系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：省煤器入口煙溫；給水溫度；脫硝投入率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.039

0 前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)排放的廢水廢氣對環(huán)境的破壞越來越嚴(yán)重，為了治理環(huán)境，國家出臺新的排放標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保考核越來越嚴(yán)格。而電力生產(chǎn)的產(chǎn)能過剩越來越嚴(yán)重，電廠機組需要維持較低負(fù)荷運行，機組在低負(fù)荷運行時，脫硝入口煙氣溫度較低，脫硝系統(tǒng)經(jīng)常退出運行，不能滿足環(huán)保要求。為了提高機組在低負(fù)荷運行時脫硝入口煙氣溫度，必須對脫硝系統(tǒng)進(jìn)行改造。經(jīng)過對各種技術(shù)方案分析比較，省煤器分級改造方案比值得推薦，能有效提高機組低負(fù)荷運行時SCR入口煙氣溫度，保證機組在深度調(diào)峰時的脫硝投入率。

1 省煤器分級改造的方法

我公司脫硝裝置與主機同步建設(shè)，由上海電氣石川島電站環(huán)保工程有限公司設(shè)計。采用SCR工藝，催化劑高含塵布置，設(shè)置2+1層催化劑（第3層為預(yù)留安裝空間），脫硝設(shè)計效率80%。SCR脫硝裝置采用蜂窩式中溫催化劑，按照催化劑廠家給定的技術(shù)要求，催化劑的正常運行對反應(yīng)溫度滿足在300～410℃之間。SCR入口溫度過高，催化劑表面可能會結(jié)焦，改變氣孔結(jié)構(gòu)，是反應(yīng)效率降低甚至失效，增加氨逃逸率。SCR入口溫度過低，在反應(yīng)過程中會產(chǎn)生硫酸氫氨，短期會產(chǎn)生逆反應(yīng)，使煙氣中含有S03，氨氣等。

省煤器改造前鍋爐煙氣的流程（見下圖1）先經(jīng)過省煤器，出省煤器后進(jìn)入脫硝系統(tǒng)，最后出脫硝系統(tǒng)進(jìn)入空預(yù)器。由于脫硝系統(tǒng)對入口煙氣溫度要求較高，特別是在低負(fù)荷時，入口煙氣溫度達(dá)不到要求，是由于省煤器熱交換對煙氣降溫作用引起，所以想提高脫硝入口煙氣溫度，主要有以下幾種改造方案：1）省煤器分級改造，2）提高低負(fù)荷給水溫度，3）省煤器給水旁路，4）煙氣旁路。其中，煙氣旁路方案雖然改造成本低，運行操作簡單，在高負(fù)荷下對鍋爐效率無影響，但在低負(fù)荷是會降低鍋爐效率，且如果長期不在低負(fù)荷運行的話，旁路煙道的煙氣擋板長期處于關(guān)閉狀況，可能會積灰和卡澀，所以未選擇此方案。選擇省煤器分級改造方案，是由于此方案于改造前相比安全性沒有改變，也不會降低鍋爐整體效率，在設(shè)計合理的情況下，能降低排煙溫度，增加鍋爐效率，提高脫硝入口溫度。

結(jié)合機組實際的煙溫情況，按照設(shè)計煤種和實際燃燒的煤種，分別對省煤器分級改造進(jìn)行熱力計算，以確定省煤器受熱面的分級比例。并按照最不利煤種進(jìn)行核算，保證機組在冬季、夏季燃用最不利煤種等極端情況時脫硝裝置入口煙氣溫度都能滿足在240MW時入口煙氣溫度>310度，在BMCR工況時<400度的要求，同時確保鍋爐汽水系統(tǒng)和風(fēng)煙系統(tǒng)安全可靠運行。將原來的省煤器靠煙氣下游部分拆除，在脫硝反應(yīng)器后空預(yù)器入口前加入一部分省煤器受熱面，鍋爐給水先通過脫硝反應(yīng)器后的省煤器（一級省煤器），然后通過連管引入脫硝反應(yīng)器前的省煤器中，通過減少脫硝反應(yīng)器前的省煤器的吸熱量，到達(dá)提高脫硝反應(yīng)器進(jìn)口煙溫的目的，保證在低負(fù)荷下脫硝反應(yīng)器能正常投入運行。

2 省煤器分級改造后的效果

省煤器分級改造前，我公司兩臺機組負(fù)荷在300MW左右時，省煤器出口平均煙溫在300°C左右，但最低煙氣溫度均低于300°C，已不能滿足脫硝裝置的持續(xù)安全投運的要求。隨著負(fù)荷的降低，省煤器出口的煙氣溫度也隨之進(jìn)一步降低，當(dāng)機組負(fù)荷低于300MW時，脫硝裝置無法投入運行，NOX排放無法滿足環(huán)保要求，嚴(yán)重影響了電廠的生存和發(fā)展。省煤器分級改造后，提高了SCR入口煙溫，在負(fù)荷240MW時，脫硝反應(yīng)器入口煙溫提高到310度以上，能滿足脫硝裝置的要求，在滿負(fù)荷工況時，脫硝反應(yīng)器入口溫度在385℃左右，也能滿足脫硝裝置的溫度要求，徹底解決機組低負(fù)荷時脫硝裝置退出的問題。

3 省煤器分級改造后存在的問題

由于省煤器分級改造后，給水的水阻有所增加，在相同負(fù)荷下，改造后的給水母管壓力比改造前要大，給水泵的出力也比改造前大，所以在改造完成后需適當(dāng)調(diào)整給水調(diào)節(jié)參數(shù)。

省煤器改造完成后，在較高負(fù)荷時，由于鍋爐爐管吹灰不及時，有時脫硝入口煙溫會超過設(shè)定溫度400度，導(dǎo)致脫硝系統(tǒng)退出。所以需要運行人員根據(jù)負(fù)荷情況及時調(diào)整鍋爐吹灰，防止在高負(fù)荷時由于脫硝入口煙溫過高而退出脫硝。

4 結(jié)束語

通過省煤器分級改造，我公司兩臺機組脫硝裝置入口溫度能保證負(fù)荷在240MW～600MW都能滿足脫硝反應(yīng)溫度的設(shè)計要求，保證脫硝裝置能正常投入，滿足環(huán)保要求。

參考資料：

[1]孫克勤，鐘秦.火電廠煙氣脫硝技術(shù)及工程應(yīng)用[M].北京：化工出版社，2004.

[2]黎華敏，柏源.SCR系統(tǒng)在機組低負(fù)荷條件下運行對策研究[J].電力科技與環(huán)保，2014，30（05）：36-37.

作者簡介：廖明華（1982-），男，湖北仙桃人，研究方向：電廠熱控。