大唐淮南洛河發(fā)電廠三期2×630MW機(jī)組脫硝改造工程

陳家齊

（大唐淮南洛河發(fā)電廠 安徽淮南 232008）

1 脫硝的背景和意義

1.1 項(xiàng)目背景

大唐淮南洛河發(fā)電廠（以下簡(jiǎn)稱洛河發(fā)電廠）經(jīng)三期工程建設(shè)，現(xiàn)共有6 臺(tái)燃煤發(fā)電機(jī)組。其中，一、二期工程建設(shè)4 臺(tái)300MW 亞臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，三期工程建設(shè)2 臺(tái)600MW 超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組。

為進(jìn)一步改善電廠及周邊地區(qū)的空氣環(huán)境質(zhì)量，洛河發(fā)電廠擬對(duì)三期工程2 臺(tái)600MW 機(jī)組實(shí)施煙氣脫硝改造。

1.2 意義

本工程投入運(yùn)行后，將有效降低煙氣中的NOx 排放量，并達(dá)到國(guó)家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)境效益顯著，對(duì)改善淮南市的大氣環(huán)境，提升公司企業(yè)形象，促進(jìn)皖能合肥發(fā)電有限公司的可持續(xù)發(fā)展均有著十分重大的意義。

2 脫硝工藝及技術(shù)要求

洛河電廠三期脫硝改造工程采用選擇性催化還原(SCR)工藝，脫硝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率不小于80%。催化劑模塊按2 層+1 層預(yù)留層考慮。SCR 不設(shè)煙氣旁路系統(tǒng)。催化劑化學(xué)壽命不低于25000 h，NH3逃逸低于3ppm(6%O2)，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率小于1%。還原劑采用尿素，通過(guò)尿素?zé)峤鉅t分解成液氨。SCR 進(jìn)、出口煙道上設(shè)置NOx/O2取樣分析儀，SCR 出口煙道上設(shè)置NH3逃逸取樣分析儀。

3 脫硝系統(tǒng)簡(jiǎn)介

3.1 工藝部分

3.1.1 工藝系統(tǒng)選擇

目前，世界上較為流行的煙氣脫硝工藝有選擇性催化還原法(SCR)和非選擇性催化還原法(SNCR)兩種。

SNCR 技術(shù)的原理是在鍋爐內(nèi)適當(dāng)區(qū)域(一般為900℃～1100℃)的煙氣中噴入尿素或氨等還原劑，將NOx 還原為無(wú)害的N2和H2O。

根據(jù)國(guó)外的工程經(jīng)驗(yàn)，該技術(shù)在B-MCR 工況下脫硝效率約為25%～50%，尚無(wú)應(yīng)用于大型鍋爐的運(yùn)行業(yè)績(jī)。

SCR 技術(shù)通常是將反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器和空氣預(yù)熱器之間(高含塵區(qū)布置)。省煤器出口的煙氣垂直進(jìn)入SCR 反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)各層催化劑模塊將NOx 還原為無(wú)害的N2、H2O。上述反應(yīng)溫度可以在300～400℃之間進(jìn)行，該溫度相當(dāng)于省煤器與空氣預(yù)熱器之間的煙氣溫度。該技術(shù)在B-MCR 工況下脫硝效率約為70%～90%，該技術(shù)相當(dāng)成熟且具有大型鍋爐的運(yùn)行業(yè)績(jī)。

因此，本工程初步確定選用SCR 脫硝工藝，并將脫硝裝置布置在一次風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)支架構(gòu)架的上方。

3.1.2 反應(yīng)原理

采用選擇性催化還原技術(shù)，即在反應(yīng)器入口煙道中噴入氨蒸汽，氨蒸汽與煙氣充分混合后進(jìn)入裝有催化劑的反應(yīng)器，在催化劑的作用下發(fā)生還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)脫出氮氧化物。煙氣中的氮氧化物通常由95%的NO 和5%的NO2組成，化學(xué)反應(yīng)式如下：

3.1.3 系統(tǒng)描述

尿素溶解區(qū)的液態(tài)尿素通過(guò)尿素循環(huán)泵供至脫硝吸收區(qū)，由尿素溶液計(jì)量分配模塊將尿素均勻分配至熱解爐中分解液態(tài)的氨，與稀釋風(fēng)機(jī)來(lái)的空氣通過(guò)氨/空氣混合器充分混合，混合氣體進(jìn)入氨注入格柵及氨/煙氣混合器與鍋爐尾部煙氣充分混合，混合煙氣經(jīng)過(guò)整流后，進(jìn)入SCR 反應(yīng)器，在SCR 反應(yīng)器內(nèi)氨與氮氧化物反應(yīng)生成氮?dú)夂退?/p>

溫度測(cè)量點(diǎn)位于SCR 反應(yīng)器進(jìn)口。SCR 反應(yīng)器操作溫度為：310℃～420℃，當(dāng)煙氣溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)，系統(tǒng)立即切斷氨氣供給。在SCR 進(jìn)出口設(shè)置NOX，O2監(jiān)視分析儀，在SCR 出口設(shè)置NH3監(jiān)視分析儀。

3.2 還原劑儲(chǔ)存與制備系統(tǒng)

尿素?zé)峤夥ㄖ瓢毕到y(tǒng)包括尿素儲(chǔ)倉(cāng)、干卸料、螺旋給料機(jī)、尿素溶解罐、尿素溶液給料泵、尿素溶液儲(chǔ)罐、供液泵、計(jì)量和分配裝置、背壓控制閥、絕熱分解室（內(nèi)含噴射器）、稀釋風(fēng)機(jī)及控制裝置等。

尿素絕熱分解的工藝流程如下：

尿素槽車或貨車- 尿素儲(chǔ)倉(cāng)- 尿素溶解- 溶液儲(chǔ)存- 溶液輸送及計(jì)量- 絕熱分解反應(yīng)- 氨氣稀釋系統(tǒng)

尿素粉末儲(chǔ)存于儲(chǔ)倉(cāng)，由螺旋給料機(jī)輸送到溶解罐里，用去離子水將干尿素溶解成40%～60%質(zhì)量濃度的尿素溶液，通過(guò)尿素溶液給料泵輸送到尿素溶液儲(chǔ)罐。尿素溶液經(jīng)由供液泵、計(jì)量與分配裝置、霧化噴嘴等進(jìn)入絕熱分解器內(nèi)分解，生成NH3、H2O和CO2，分解產(chǎn)物與稀釋空氣混合均勻并噴入脫硝系統(tǒng)。

干態(tài)尿素筒倉(cāng)、尿素溶解罐、尿素溶液儲(chǔ)罐、尿素溶液給料泵、尿素溶液計(jì)量與分配裝置等為2 臺(tái)機(jī)組的SCR 系統(tǒng)公用。

4 結(jié)語(yǔ)

洛河發(fā)電廠在5#、6#機(jī)組已同步建設(shè)脫硫設(shè)施的基礎(chǔ)上，再對(duì)其實(shí)施脫硝改造，必將大大降低電廠煙氣污染物的排放，對(duì)促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展、保護(hù)環(huán)境和確保三期工程機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性以及保持地區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等都具有十分重要的意義，因此實(shí)施本工程建設(shè)是必要的。