循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝案例分析

刑 寧

（河南能信熱電有限公司，河南 許昌 461000）

循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝案例分析

刑 寧

（河南能信熱電有限公司，河南 許昌 461000）

SNCR脫硝技術(shù)是當(dāng)今主流的火電廠煙氣脫硝技術(shù)，本文針對(duì)循環(huán)流化床鍋爐脫硝改造進(jìn)行案例分析，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況、脫硝方案選擇、工程實(shí)施等環(huán)節(jié)進(jìn)行了闡述，最后分析了該方案的實(shí)施為企業(yè)帶來(lái)的環(huán)境效益。

循環(huán)流化床鍋爐；煙氣脫硝；選擇性非催化還原（SNCR）

煤炭是我國(guó)主要的能源，目前及今后很長(zhǎng)一段時(shí)間，我國(guó)以煤為主的能源結(jié)構(gòu)不會(huì)有根本的改變。我國(guó)消費(fèi)的煤炭中，70%以上是以燃燒方式消耗的，燃煤電站是主力軍，燃煤鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣中NOx是人為NOx源的主要來(lái)源。因此，實(shí)現(xiàn)NOx排放的有效控制，是實(shí)現(xiàn)國(guó)家減排任務(wù)的重要工作。

1 循環(huán)流化床鍋爐在燃燒中的優(yōu)點(diǎn)

（1）燃料來(lái)源廣泛，CFB鍋爐獨(dú)特的燃燒工作方式使得CFB鍋爐幾乎可以使用所有固體燃料并能夠達(dá)到很高的燃燒效率。這使得CFB鍋爐能夠充分利用劣質(zhì)燃料，對(duì)我國(guó)能源的綜合利用有著重要意義。

（2）高效脫硫脫硝。向爐內(nèi)投入石灰石等脫硫劑、向煙氣中投入氨基脫硝劑可以達(dá)到深度脫硫與脫硝的目的。

（3）負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣，CFB鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍在30%～110%。這非常適合用于熱電廠或調(diào)峰電廠。

（4）灰渣綜合利用效果好，CFB鍋爐燃燒溫度低，灰渣不會(huì)黏結(jié)和軟化，活性好。有利于灰渣的廢物利用。

2 循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝案例分析

2.1 企業(yè)煙氣NOx排放現(xiàn)狀

某循環(huán)流化床鍋爐電廠建有兩臺(tái)超高壓、一次中間再熱480t/hCFB鍋爐，機(jī)組年發(fā)電量16億kwh。供電煤耗為379g/kwh，鍋爐熱效率為91%?，F(xiàn)需要對(duì)鍋爐進(jìn)行脫硝改造，存在問(wèn)題如下。

（1）鍋爐煙氣尚未進(jìn)行脫硝處理，經(jīng)測(cè)量NOx排放約為80-150mg/m3；

（2）場(chǎng)地受限，設(shè)備改造空間有限；

（3）該電廠位于市區(qū)附近，人口較稠密。

2.2 脫硝改造設(shè)計(jì)

該公司根據(jù)自身特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，最終選擇了SNCR脫硝工藝，其特點(diǎn)如下：在適合的溫度窗口即高溫區(qū)域（800～1100℃）均勻噴入氨水或尿素溶液來(lái)實(shí)現(xiàn)NOx的脫除。SNCR脫硝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需購(gòu)買(mǎi)昂貴的催化劑，比較適合于改造環(huán)保要求不高的機(jī)組。該技術(shù)可通過(guò)現(xiàn)有中小型鍋爐的改造來(lái)實(shí)現(xiàn)，投資費(fèi)用低。

該公司在還原劑的選取上考慮了以下的幾方面因素：

（1）該電廠非新建設(shè)電廠，多年來(lái)，該市版圖向外圍擴(kuò)了很多，廠址周?chē)丝谳^稠密，安全評(píng)價(jià)不允許使用液氨，如果使用液氨作還原劑，一旦發(fā)生危險(xiǎn)，后顧不堪設(shè)想，首先排除了液氨的可能。

（2）氨水國(guó)內(nèi)采購(gòu)為液體，采購(gòu)過(guò)程無(wú)須壓力容器儲(chǔ)存，相比無(wú)水液氨安全很多，但國(guó)內(nèi)氨水采購(gòu)濃度為25%，對(duì)于大容量機(jī)組脫硝系統(tǒng)氨的用量較大，因此氨水制氨用于SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)的工程尚不多見(jiàn)，且該鍋爐每小時(shí)煙氣5×105立方米，使用氨水做還原劑，氨水的連續(xù)供應(yīng)是個(gè)難題。

綜合以上原因考慮，最終該公司選擇了噴尿素SNCR脫硝工藝進(jìn)行煙氣脫硝改造。

2.3 脫硝改造實(shí)施

在工程實(shí)施中，該公司循環(huán)流化床鍋爐噴尿素SNCR脫硝系統(tǒng)的煙氣脫硝系統(tǒng)由以下幾個(gè)子系統(tǒng)組成：

（1）固體尿素的運(yùn)輸、接收、儲(chǔ)存系統(tǒng)，負(fù)責(zé)還原劑即袋裝顆粒尿素的收儲(chǔ)；

（2）尿素溶液配制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)尿素溶液配制和溶液存放的功能，設(shè)有1個(gè)配液管和兩個(gè)存儲(chǔ)罐；

（3）尿素溶液輸送系統(tǒng)根據(jù)鍋爐負(fù)荷、NOx排放濃度及氨逃逸等情況在線(xiàn)通過(guò)變頻器控制計(jì)量泵把尿素溶液通過(guò)管道輸送到分流箱處，由兩臺(tái)ATJ-06計(jì)量泵來(lái)完成；

（4）尿素溶液計(jì)量和分配系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各噴射點(diǎn)的尿素溶液的均勻分配，霧化噴射的氣液比控制，保證尿素溶液能夠適量并均勻覆蓋整個(gè)煙氣流道達(dá)到與煙氣良好混合的目的；

（5）噴射系統(tǒng)在900～1150℃煙氣溫度區(qū)域，由上至下分4層共布置了8支墻式噴槍?zhuān)恐粐姌尭采w一米的噴射范圍。噴槍采用墻式尿素溶液雙霧化噴槍?zhuān)蛩厝芤簤毫s0.3～ 0.4 MPa，壓縮空氣壓力約0.3～0.6MPa。

2.4 脫硝改造效果

通過(guò)對(duì)480t/h循環(huán)流化床鍋爐的噴尿素SNCR脫硝系統(tǒng)脫硝效果進(jìn)行試驗(yàn)，并根據(jù)噴入還原劑量對(duì)鍋爐熱損失進(jìn)行了計(jì)算，得出結(jié)論：

（1）循環(huán)流化床鍋爐選用以尿素為還原劑的SNCR技術(shù)，脫硝效率可達(dá)40%～70%，脫硝效率遠(yuǎn)高于文獻(xiàn)報(bào)道的SNCR30%～50%的脫硝效率，并且在尾部煙道并未觀測(cè)到NH3逃逸。循環(huán)流化床鍋爐的NOx自然排放較低，因此，單獨(dú)使用以尿素為還原劑的SNCR脫硝技術(shù)可以較低的NOx排放量，滿(mǎn)足嚴(yán)格的火電燃煤機(jī)組的污染物排放法規(guī)要求。

（2）循環(huán)流化床鍋爐噴尿素的SNCR系統(tǒng)簡(jiǎn)單，安全性高，可靠性強(qiáng)。

（3）循環(huán)流化床鍋爐的SNCR系統(tǒng)在系統(tǒng)初始投資方面相比SCR系統(tǒng)低一半以上、運(yùn)行費(fèi)用等方面也低于其他可工業(yè)化的脫硝技術(shù)。向高溫?zé)煔庵袊娙氤啬蛩厝芤?，引發(fā)的鍋爐熱損失大約0.6%，滿(mǎn)足國(guó)家要求，且可以依靠配制濃度較高尿素溶液來(lái)降低熱損失影響。

3 結(jié)語(yǔ)

煤炭是當(dāng)今我國(guó)的主要能源之一，高效率低污染利用煤炭資源是我國(guó)火電企業(yè)的責(zé)任。當(dāng)前，新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的頒布對(duì)火電企業(yè)污染物排放提出了更高的要求。本文的成果可以為火電廠特別是循環(huán)流化床鍋爐電廠提供有益的參考。

［1]楊建華，江烈等．循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備及運(yùn)行［M]．北京：中國(guó)電力出版社，2006.

［2]段傳和，夏懷祥等．選擇性非催化還原法（SNCR）煙氣脫硝［M]，北京，中國(guó)電力出版社，2012.

［3]秦光耀．SNCR脫硝技術(shù)在480t/h循環(huán)流化床鍋爐上的應(yīng)用［J]．資源節(jié)約與環(huán)保，2014，10.

刑寧（1983—），男，河南遂平人，助理工程師，研究方向：煙氣脫硝。