熱電廠煙氣脫硝技術(shù)改造

胡小娟

（錫林郭勒職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古錫林浩特 026000）

熱電廠煙氣脫硝技術(shù)改造

胡小娟

（錫林郭勒職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古錫林浩特 026000）

隨著我國經(jīng)濟實力的增強，耗電量也將逐步加大。有研究資料表明，假如繼續(xù)不加強對煙氣中氮氧化物的治理，氮氧化物的總量和在大氣污染物中的比重都將上升，并有可能取代二氧化硫成為大氣中的主要污染物。錫林熱電廠#1機組進行脫硝技術(shù)改造，煙氣采用選擇性催化還原法（SCR）進行脫硝，對鍋爐排放的煙氣進行治理，增設(shè)SCR系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備并進行系統(tǒng)改造，目前各項性能指標良好，出口氮氧化物參數(shù)穩(wěn)定在70mg/Nm3。

煙氣 選擇性性催化還原法（SCR） 系統(tǒng)改造

1　鍋爐概況

錫林熱電廠機組容量2×300MW，每臺300MW機組配備1臺最大連續(xù)出力為1050t/h的鍋爐，鍋爐燃用褐煤。鍋爐為亞臨界參數(shù)，自然循環(huán)單爐膛，一次中間再熱，低氮氧化物燃燒器、平衡通風(fēng)，四角噴燃，緊身封閉，固態(tài)排渣，全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)汽包爐。每臺鍋爐配備有兩臺電除塵器，除塵效率大于99.9%。每臺鍋爐配備2臺靜葉可調(diào)軸流式吸風(fēng)機。

2　選擇性催化還原法（SCR）

煙氣脫硝工藝采用選擇性催化還原法（SCR），還原劑為液氨。整個SCR系統(tǒng)分為兩大部分，即SCR反應(yīng)器和還原劑儲存以及供應(yīng)系統(tǒng)。SCR反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器后、空預(yù)器前。液氨儲罐設(shè)計為2 ×100m3，滿足在設(shè)計條件下，每天運行24小時，連續(xù)運行7天的消耗量。設(shè)置2臺液氨蒸發(fā)器，蒸發(fā)器能力按535-585kg/h設(shè)計。

2.1煙氣流程

省煤器出口→SCR反應(yīng)器進口煙道→導(dǎo)流板→氨氣噴射格柵→煙氣/氨氣混合器整流器→反應(yīng)器催化劑層→SCR反應(yīng)器出口煙道→空預(yù)器。

2.2脫硝原理

選擇性催化還原法煙氣脫硝技術(shù)是指在催化劑和氧氣存在的條件下，在較低的溫度范圍（330～427℃）內(nèi)，將煙氣中的NOx還原生成N2和H2O，減少NOx排放的技術(shù)。其工作原理如下：

當(dāng)鍋爐尾部燃燒時，脫硝反應(yīng)器及其閥門附件能承受運行溫度430℃（每次不大于5小時，一年不超過三次）的考驗，而不產(chǎn)生任何損壞。保證滿足鍋爐各種負荷工況煙氣量的要求，煙道設(shè)計溫度為427℃，設(shè)計壓力為±5800Pa，瞬時不變形承載能力不低于±8700Pa。

2.3系統(tǒng)改造

2.3.1反應(yīng)器

反應(yīng)器采用高灰型布置工藝，每臺鍋爐設(shè)兩臺反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)的煙氣豎直向下流動，布置在省煤器后空預(yù)器前。反應(yīng)器內(nèi)的催化劑支撐鋼梁設(shè)置為二層（層間距離不小于3.3m）。反應(yīng)器內(nèi)部各類橫向的加強板、支架、密封、鋼架等不得采用工字鋼梁或者槽鋼，全部采用方型或者長方型（內(nèi)空）鋼梁，設(shè)計成不易積灰的型式，同時必須考慮熱膨脹的補償措施，反應(yīng)器的設(shè)置必須滿足遠期蜂窩催化劑和板式催化劑互換的需要。

2.3.2導(dǎo)流板

在SCR反應(yīng)器入口煙道中設(shè)置導(dǎo)流板，從而使進入SCR反應(yīng)器的煙氣更均勻。為保證回到空氣預(yù)熱器的煙氣流場分布均勻，根據(jù)CFD模擬煙氣流場的情況，在連接煙道內(nèi)設(shè)置若干導(dǎo)流板，以消除流場的不均勻性。在外削角急轉(zhuǎn)彎頭處、變截面收縮處設(shè)置若干導(dǎo)流板，以消除流場的不均勻性。

在緩轉(zhuǎn)彎頭中，當(dāng)煙道的兩鄰邊的比值為2/3≤1.3時宜裝設(shè)導(dǎo)流板。當(dāng)a/b＜0.8時，裝設(shè)1～2片；當(dāng)a/b=0.8～1.3時，裝設(shè)1片。具體如圖1所示。

2.3.3吹灰系統(tǒng)

因為銨鹽及飛灰中的小顆粒沉積在催化劑的小孔中，致使煙氣不能順利流通，這樣就會阻礙NOx、NH3到達催化劑活性表面，引起催化劑鈍化。對此，除合理進行系統(tǒng)設(shè)計，選用合適的催化劑內(nèi)煙氣速度外，很重要的一點就是要對催化劑定期吹灰，本系統(tǒng)采用半伸縮耙式蒸汽吹灰器與聲波吹灰器聯(lián)合吹灰方式。

2.3.4稀釋風(fēng)機

氨在空氣中的體積濃度達到15～28%時，會形成II類可燃爆炸性混合物。為保證注入煙道的氨與空氣混合物絕對安全，噴入反應(yīng)器煙道的氨氣應(yīng)為經(jīng)空氣稀釋后的8%以內(nèi)的氨氣混合氣體。稀釋風(fēng)機應(yīng)能適應(yīng)鍋爐40～100%BMCR負荷下的正常運行，并留有一定裕度，風(fēng)量裕度不低于10%（設(shè)計工況下的最大風(fēng)量），風(fēng)壓裕度不低于20%。

2.3.5氨區(qū)系統(tǒng)

本系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模是2臺300MW機組建設(shè)脫硝裝置。公用系統(tǒng)還原劑儲存及制備區(qū)中液氨儲罐容積按4×300MW耗量考慮，蒸發(fā)器和緩沖罐按2×300MW設(shè)計，預(yù)留擴建2×300MW的位置；在BMCR工況及煙氣中NOx含量為400mg/Nm3時，單臺機組的液氨耗量不大于147kg/h。

液氨由液氨槽車送來，利用液氨槽車自身壓力及液氨卸料壓縮機增壓的方式將液氨由槽車輸入至液氨儲罐內(nèi)貯存，并利用液氨儲罐與液氨蒸發(fā)器之間的壓差，將液氨儲罐中的液氨輸送到液氨蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)為氣氨，并通過氣氨緩沖罐來穩(wěn)定其壓力后經(jīng)管道送至稀釋系統(tǒng)稀釋，最終送入脫硝系統(tǒng)。液氨儲罐及氣氨蒸發(fā)系統(tǒng)緊急排放的氣氨則排入氨氣稀釋罐中，經(jīng)水吸收后排入廢水池，再經(jīng)由廢水泵送至廢水處理系統(tǒng)處理。氨區(qū)主要有液氨卸料壓縮機、液氨儲罐、液氨輸送泵、液氨蒸發(fā)器、氣氨緩沖罐、氨氣稀釋罐、廢水泵等設(shè)備。

3　運行效果

初裝兩層催化劑，在鍋爐正常負荷范圍內(nèi)，經(jīng)過尾部受熱面改造，SCR系統(tǒng)改造，省煤器出口水溫滿足機組運行要求，性能考核試驗時的脫硝效率不低于75%，出口氮氧化物參數(shù)穩(wěn)定在70mg/Nm3，目前，脫硝系統(tǒng)運行穩(wěn)定，各項性能指標良好，優(yōu)于國家《火電廠大氣污染物排放標準》。

［1］孫克勤，韓祥.燃煤電廠煙氣脫硝設(shè)備及運行［M］.機械工業(yè)出版社.

［2］劉振昶.煙氣脫硝技術(shù)在火電廠項目中的應(yīng)用研究［J］.科技與企業(yè)，2015.07.

胡小娟（1983—），滿族，碩士研究生在讀，研究方向為火電廠污染物排放控制技術(shù)和電站鍋爐技術(shù)。