降低機(jī)組脫硝液氨單耗

摘 要：在國(guó)家環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)格的背景下，公司響應(yīng)國(guó)家號(hào)召降低氮氧化物的排放，同時(shí)保證公司利潤(rùn)最大，需通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行方式，降低脫硝液氨單耗。主要應(yīng)從降低原煙氣NOx以及脫硝系統(tǒng)日常維護(hù)著手，盡可能的提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性、安全性。

關(guān)鍵詞： NOx 液氨; 單耗; 運(yùn)行方式; 經(jīng)濟(jì); 安全

一：我司鍋爐型號(hào)為HG-1913/25.4-YM7超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行燃煤直流鍋爐，采用前后墻三層對(duì)沖燃燒方式，正壓直吹式制粉系統(tǒng)，共六臺(tái)中速磨煤機(jī)，每臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)一層5只低NOX軸向旋流煤粉燃燒器。配有一級(jí)燃燼風(fēng)。脫硝系統(tǒng)采用SCR技術(shù)，每臺(tái)機(jī)組裝設(shè)2臺(tái)脫銷(xiāo)反應(yīng)器，布置在省煤器后、空預(yù)器之前。按2+1配置，即兩層運(yùn)行一層備用（#2爐因超凈排放改造已改為3層運(yùn)行）。催化器采用蜂窩式，布置在垂直煙道中。在正常運(yùn)行中不能對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，只能通過(guò)兩個(gè)方向來(lái)進(jìn)行操作，從而減少液氨單耗，即降低SCR入口的NOX含量和優(yōu)化脫硝系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式等方法，使得在保障脫硝滿足減排要求的同時(shí)，盡可能的減少液氨單耗，提高經(jīng)濟(jì)性。

二：液氨單耗：規(guī)定為在發(fā)電過(guò)程中每發(fā)電1kwh所消耗的液氨質(zhì)量，單位為Kg/kwh，燃料型NOX：燃燒過(guò)程中由燃料中含氮有機(jī)化合物的氧化而生成的NOX。 熱力型NOX：由大氣中的氮生成，主要產(chǎn)生于原子氧和氮在高溫下生成的NOX。

三：為了降低噴氨量，必須想辦法降低脫硝反應(yīng)器入口原煙氣的NOX.在鍋爐運(yùn)行中可以采取以下方法。

1、選擇合適的配風(fēng)方式

A.運(yùn)行中在保證燃料完全燃燒的情況下，盡可能提供較少的送風(fēng)量，并要根據(jù)煤種的變化及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)NOX的生成機(jī)理可知，過(guò)量空氣系數(shù)和燃燒區(qū)域的溫度是整個(gè)燃燒過(guò)程生成NOX決定因素，富氧燃燒NOX生成量都會(huì)大幅增加。但在實(shí)際運(yùn)行中，低氧量情況下，極容易造成爐內(nèi)各部不同程度的結(jié)焦還會(huì)造成鍋爐的不完全燃燒損失，使經(jīng)濟(jì)型和安全性下降，所以在日常運(yùn)行調(diào)整中，應(yīng)根據(jù)鍋爐的灰渣的含碳量和原煙氣的NOX濃度來(lái)選取一個(gè)最優(yōu)值。對(duì)于蚌埠公司， 600MW負(fù)荷下應(yīng)將氧量控制在1.5-1.8為最佳，低負(fù)荷是不應(yīng)大于6.

B.采用分級(jí)配風(fēng)的方法可有效降低NOX含量。通過(guò)減少燃燒區(qū)域的氧量，以便在燃燒區(qū)形成缺氧燃燒的情況，在氧量系數(shù)小于0.8的情況下，可以形成還原性氣氛，可以有效減少熱力型和燃料箱N(xiāo)OX的生成。根據(jù)此原理，配風(fēng)可主要從燃盡風(fēng)開(kāi)度和三層燃燒器對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)門(mén)開(kāi)度大小來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)適當(dāng)關(guān)小下層和中層二次風(fēng)開(kāi)度，開(kāi)大燃盡風(fēng)層風(fēng)門(mén)開(kāi)度，這樣煤粉前期燃燒處于貧氧燃燒狀態(tài)，而后期燃盡期相對(duì)富氧，從而降低煙氣NOX含量。當(dāng)采用此種配風(fēng)方式時(shí)， NOX含量明顯減少。但是，燃盡風(fēng)量過(guò)大或下層二次風(fēng)量過(guò)小時(shí)，會(huì)引起一次燃燒區(qū)嚴(yán)重缺氧而出現(xiàn)結(jié)渣和高溫腐蝕等異常，所以應(yīng)通過(guò)不斷摸索選取合適值，在燃燒含碳量高的煤粉時(shí)，下中層二次風(fēng)應(yīng)保持在50%左右開(kāi)度，而燃用揮發(fā)分高的煤種應(yīng)將下中層二次風(fēng)開(kāi)度防止40左右。

C.在高負(fù)荷時(shí)，通過(guò)關(guān)小中心風(fēng)門(mén)可降低NOX的生成。因?yàn)橹行娘L(fēng)促進(jìn)了煤粉的前期燃燒，而關(guān)小中心風(fēng)時(shí)，風(fēng)量就會(huì)轉(zhuǎn)移的二次風(fēng)和燃盡風(fēng)，使風(fēng)箱壓力增加，加大了燃盡風(fēng)的剛性。還可以通過(guò)內(nèi)外二次風(fēng)的配比，調(diào)節(jié)旋流強(qiáng)度來(lái)控制NOX的生成，旋流強(qiáng)度越大，煤粉和空氣結(jié)合的充分，提早燃燒，不利于燃燒區(qū)的還原性氣氛。而旋流強(qiáng)度太弱，會(huì)造成鍋爐的效率下降，也會(huì)對(duì)鍋爐的燃燒造成偏差，所以應(yīng)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)選取每個(gè)燃燒器的內(nèi)外二次風(fēng)配比。

2、選擇最佳的磨煤機(jī)運(yùn)行方式

在相同負(fù)荷和氧量水平下，保持中下ABDE磨煤機(jī)組合運(yùn)行所產(chǎn)生的NOX含量要遠(yuǎn)小于ABDF、ACDE、ACDF磨煤機(jī)組合方式產(chǎn)生的NOX，所以在條件允許的情況下，應(yīng)盡量保持ABDE層磨煤機(jī)運(yùn)行。根據(jù)每日的機(jī)組負(fù)荷曲線調(diào)整不同的加倉(cāng)方式，低負(fù)荷時(shí)，可以在下層加差煤，而高負(fù)荷時(shí)下層則應(yīng)加好煤，在保證機(jī)組負(fù)荷、原煙氣NOX的生成和經(jīng)濟(jì)上達(dá)到一個(gè)最優(yōu)配置。在低負(fù)荷時(shí)，由于爐膛內(nèi)部溫度下降熱力型NOX下降較快，而此時(shí)鍋爐過(guò)量空氣系數(shù)較大，可以將下層二次風(fēng)關(guān)小，同時(shí)開(kāi)大上層二次風(fēng)的方法來(lái)控制NOX的生成，開(kāi)大上層二次風(fēng)至40%，可以使 NOX含量同比下降約10%-20%。當(dāng)鍋爐負(fù)荷增加，負(fù)荷550MW以上或者總煤量達(dá)到260T/H以上時(shí)，需要六臺(tái)磨煤機(jī)全部運(yùn)行，此時(shí)為了控制NOX濃度，可以減少C/F給煤量，降低爐膛煤粉燃燒區(qū)，使C/F層的煤粉燃燒區(qū)遠(yuǎn)離燃盡區(qū)，在調(diào)節(jié)NOX時(shí)，也要兼顧鍋爐的其他參數(shù)，如機(jī)組的主再熱器的兩邊偏差、鍋爐效率、鍋爐安全性等，通過(guò)摸索，能在燃用不同煤種時(shí)，達(dá)到最好的效果。

3、煤質(zhì)和一次風(fēng)的雙重影響

在燃用高N含量的煤粉時(shí)，原煙氣的NOX也一定較高。在煤質(zhì)較差時(shí)，鍋爐給煤量增加，而煤粉中不可燃燒成分會(huì)增加較多，此時(shí)應(yīng)減小二次風(fēng)量，降低二次風(fēng)旋流強(qiáng)度等方法，使煤粉不完全燃燒，所以此時(shí)可適當(dāng)開(kāi)大上層二次風(fēng)，關(guān)小下層二次風(fēng)，以此來(lái)降低NOX濃度，但是A/D層二次風(fēng)不易過(guò)小，否則爐渣含碳量增大，而此時(shí)燃燒器攜帶煤粉的一次風(fēng)剛度增加，可能會(huì)造成貼壁燃燒，和不完全燃燒，降低鍋爐安全性和經(jīng)濟(jì)性，300MW低負(fù)荷時(shí)A/D層二次風(fēng)擋板開(kāi)度不宜低于50%開(kāi)度，此時(shí)下層二次風(fēng)最主要的作用是托舉爐膛底部火焰集中燃燒，增強(qiáng)低負(fù)荷燃燒的穩(wěn)定性。此時(shí)應(yīng)采取束腰式配風(fēng)，減少中間，加強(qiáng)上下。

4、機(jī)組負(fù)荷因素的影響

對(duì)于大部分爐型來(lái)說(shuō)，隨著鍋爐負(fù)荷的增加，爐內(nèi)氧量都有大幅度的降低，所以有降低燃料NOX形成的趨勢(shì)，另一方面隨著負(fù)荷的增加，爐內(nèi)溫度的升高，熱力型NOX產(chǎn)生量明顯升高，綜合實(shí)際運(yùn)行情況，從300MW到600MW的不同負(fù)荷段，液氨單耗會(huì)有一個(gè)先降后升的趨勢(shì)。負(fù)荷從300MW升至500MW過(guò)程中，由于氧量的下降，液氨單耗不斷下降，而負(fù)荷升至500MW后液氨單耗卻不斷上升，再啟動(dòng)上層磨，尤其是向上噴的磨時(shí)，NOX會(huì)有一個(gè)突然暴增的過(guò)程，所以在啟動(dòng)上層磨時(shí)，應(yīng)提前緩慢加大兩側(cè)噴氨量，防止凈煙氣NOX濃度超限。

四、脫硝系統(tǒng)的維護(hù)對(duì)液氨單耗的影響

在入口煙氣NOX含量一定的情況下，脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行狀況就完全決定了液氨的用量，一旦系統(tǒng)異常導(dǎo)致液氨與煙氣不能充分反應(yīng)，不但增加了液氨的消耗，還增大了液氨的逃逸率，對(duì)脫硝系統(tǒng)的下游設(shè)備如空預(yù)器、引風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行造成威脅。脫硝系統(tǒng)主要需做好以下幾個(gè)方面：1、做好催化劑活性的監(jiān)視和維護(hù)。2、加強(qiáng)稀釋風(fēng)機(jī)運(yùn)行的規(guī)范。3、加強(qiáng)脫硝系統(tǒng)吹灰，保證催化劑表面的清潔度，利于反應(yīng)器的充分反應(yīng)。4、加強(qiáng)噴氨系統(tǒng)閥門(mén)的維護(hù)。液氨儲(chǔ)存區(qū)域發(fā)生幾次液氨系統(tǒng)閥門(mén)法蘭處漏氨現(xiàn)象，所以巡檢時(shí)應(yīng)認(rèn)真檢查，值內(nèi)做好液氨泄漏的事故預(yù)想，熟悉液氨泄漏的應(yīng)急預(yù)案。5、完善脫硝出口的NOX含量的精確控制可有效降低液氨的單耗。在可預(yù)見(jiàn)的入口煙氣NOX含量會(huì)大幅波動(dòng)的情況下，應(yīng)提前做好噴氨調(diào)閥的調(diào)整。噴氨調(diào)閥應(yīng)遵循提前調(diào)整、勤調(diào)細(xì)調(diào)的原則，做到噴氨量實(shí)時(shí)的與NOX匹配，需要注意的是，從噴氨量的增減到反應(yīng)器后NOX數(shù)據(jù)的變化有一個(gè)約2分鐘左右的反應(yīng)時(shí)間，做好提前操作有利于NOX的平穩(wěn)控制6、加強(qiáng)對(duì)NOX系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)分析原因。

結(jié)論

通過(guò)對(duì)#1爐、#2爐運(yùn)行中影響脫硝系統(tǒng)液氨單耗的各種運(yùn)行方式的分析，從降低反應(yīng)器進(jìn)口NOX含量和脫硝系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)兩大方面各種影響液氨單耗的各項(xiàng)因素進(jìn)行歸納總結(jié)，得出了一些行之有效的降低液氨單耗的方法，使得在現(xiàn)有條件下盡可能的節(jié)省液氨的消耗量，提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。若通過(guò)運(yùn)行調(diào)整和設(shè)備維護(hù)每年節(jié)約10%液氨消耗量計(jì)算的話，節(jié)約資金約為34.2160萬(wàn)元。在環(huán)保要求日益嚴(yán)格和整個(gè)電力行業(yè)較為過(guò)剩等大環(huán)境下，通過(guò)精細(xì)化的運(yùn)行調(diào)整為公司帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，是每個(gè)運(yùn)行員工的責(zé)任。

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作者簡(jiǎn)介：

吳海龍 （1980 年），男，安徽蚌埠人，本科學(xué)歷，汽機(jī)技師，從事電廠運(yùn)行工作。