燃煤電廠煙氣SCR脫硝成本分析與優(yōu)化

孟銀燦

摘 要：目前，經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)環(huán)保提出了越來越高的要求，因此，加大燃煤鍋爐NOx脫除控制頗為重要。以我國(guó)現(xiàn)有脫硝機(jī)組的SCR脫硝成本作為研究的切入點(diǎn)，基于煙氣SCR脫硝成本的組成及影響因素，通過長(zhǎng)期實(shí)踐和探索，總結(jié)并歸納出幾點(diǎn)關(guān)于降低煙氣SCR脫硝成本的具體對(duì)策，以實(shí)現(xiàn)對(duì)該裝置的優(yōu)化，為我國(guó)環(huán)保事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：電廠；煙氣SCR脫硝；成本分析；環(huán)保

中圖分類號(hào)：X701.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.10.118

現(xiàn)階段，中國(guó)能源研究會(huì)節(jié)能減排中心根據(jù)當(dāng)前環(huán)保形勢(shì)，提出“工業(yè)鍋爐節(jié)能減排治理污染系統(tǒng)解決方案”推廣并使用潔凈煤，盡快將社會(huì)散燒煤及低效小型燃煤工業(yè)鍋爐改進(jìn)成集中煤炭熱電聯(lián)供。該方案的提出，主要是為了控制燃煤電站鍋爐NOx的排放量，避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害。選擇性催化還原煙氣脫硝技術(shù)作為控制燃煤電廠NOx的重要技術(shù)，對(duì)燃煤電廠的發(fā)展起著決定性的作用，因此，探究、分析SCR脫硝技術(shù)相當(dāng)有必要。本文重點(diǎn)探討了該技術(shù)在應(yīng)用過程中的成本及影響因素，并結(jié)合這兩大方面提出了降低SCR脫硝成本的優(yōu)化措施，以供參考。希望通過本文的探究和剖析，能夠?qū)崿F(xiàn)SCR脫硝技術(shù)高效應(yīng)用于燃煤電廠鍋爐NOx脫除的目的。具體內(nèi)容如下。

1 剖析脫硫成本的組成及影響因素

脫硫成本主要由三部分組成，即：財(cái)務(wù)成本、運(yùn)行成本和檢查、維護(hù)成本。其內(nèi)容主要是：財(cái)務(wù)成本，包含保證設(shè)備裝置運(yùn)行的籌集資金所發(fā)生的貸款利息、增值稅及其他財(cái)務(wù)開支；運(yùn)行成本，包含燃煤電廠煙氣SCR脫硝裝置在滿足正常脫硝時(shí)產(chǎn)生的各項(xiàng)費(fèi)用，一般情況有電費(fèi)、水費(fèi)、還原劑費(fèi)及其他人力物力的投資費(fèi)用；檢查、維護(hù)成本，是指為了確保煙氣SCR脫硝裝置正常運(yùn)行所花銷的維護(hù)費(fèi)用，主要有催化劑更換產(chǎn)生的費(fèi)用，其他裝備檢查維護(hù)所產(chǎn)生的費(fèi)用等。

機(jī)組類型、機(jī)組容量、脫硝效率、還原劑類型和入口NOX濃度都是影響燃煤電廠煙氣SCR脫硝成本的主要因素，具體內(nèi)容表現(xiàn)在：①機(jī)組類型。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)供熱煤耗與總煤耗之間的比例越高，說明脫硝的運(yùn)行成本越高。造成供熱機(jī)組脫硝運(yùn)行成本增加的原因是在計(jì)算過程中，由于各種脫硝成本沒能夠?qū)C(jī)組供熱部分發(fā)生的脫硝成本進(jìn)行折算便直接計(jì)算，導(dǎo)致脫硝過程中所需供熱煤耗與總煤耗之間的比例升高。②機(jī)組容量方面。如圖1所示，機(jī)組容量與脫硝成本之間呈反比例函數(shù)，設(shè)備在運(yùn)行過程中，機(jī)組容量不斷增大時(shí)，脫硝成本呈下降的趨勢(shì)；相反，設(shè)備運(yùn)行時(shí)，機(jī)組容量減少時(shí)，脫硝成本呈上升的趨勢(shì)。③脫硝效率方面。研究發(fā)現(xiàn)，脫硝效率增加時(shí)，肯定會(huì)造成脫硝運(yùn)行成本、檢查和維護(hù)成本不斷增加，脫硝效率與脫硝成本之間呈正比例關(guān)系。此外，脫硝運(yùn)行時(shí)，還可能由于還原劑的使用，導(dǎo)致脫硝效率增加，相應(yīng)的增加了脫硝成本。④還原劑類型方面。表1中的數(shù)據(jù)可以說明還原劑類型與脫硝成本之間存在的關(guān)系。液氨脫硝組的脫硝成本明顯低于尿素脫硝組，是由于尿素分解系統(tǒng)需要用電或者是燃油。相比液氨來說，明顯成本增加了。⑤入口NOx濃度方面。為了確保脫硝裝置能夠正常運(yùn)行，需要一部分維護(hù)費(fèi)用。與此同時(shí)，還需要增加催化劑層數(shù)，以確保脫硝的效率。

2 優(yōu)化煙氣SCR脫硝系統(tǒng)的對(duì)策

針對(duì)上述脫硝成本及影響因素了解到，入口NOx濃度、脫硝效率、還原劑類型、機(jī)組容量和機(jī)組類型都會(huì)在不同程度上影響到脫硝成本，造成財(cái)務(wù)支出、運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用的增加，這就給燃煤電廠的發(fā)展帶來了一定的影響。就此，結(jié)合這些內(nèi)容，本文提出了降低SCR脫硝成本的策略，希望能夠達(dá)到優(yōu)化的目的，具體內(nèi)容是如下。

2.1 優(yōu)化還原劑的耗量

整個(gè)脫硝裝置在運(yùn)行過程中，還原劑耗量的增加，勢(shì)必會(huì)增加脫硝成本，因此，為了降低脫硝運(yùn)行成本，從減少還原劑的耗量方面采取措施非常有必要。液氨是脫硝裝置還原劑的主要組成成分，但是，氨會(huì)擴(kuò)散。氨與NOx混合和分布對(duì)脫硝效率和防止氨逃逸有直接的影響。就此，為了避免這兩大問題的出現(xiàn)，可通過在脫硝裝置中加裝導(dǎo)流板來確保還原劑均勻分布。

2.2 優(yōu)化吹灰系統(tǒng)

燃煤電廠生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的廢物呈細(xì)小顆粒狀，它會(huì)直接引起催化劑表面鈍化，這樣就大大降低了催化劑的活性。此時(shí)，需要通過優(yōu)化吹灰系統(tǒng)來確保脫硝系統(tǒng)在燃煤電廠生產(chǎn)中的正常運(yùn)行。通常選擇使用蒸汽式吹灰器來達(dá)到優(yōu)化的目的。此外，還可以根據(jù)SCR裝置的具體運(yùn)行情況，選擇合適的吹灰方式，降低脫硝成本。

2.3 優(yōu)化催化劑

通常催化劑發(fā)生自身性能的溫度在300～450 ℃之間，同時(shí)，煙氣溫度也控制在300～450 ℃之間，才會(huì)為催化劑提供有利條件。如果溫度過高，會(huì)造成燒結(jié)的現(xiàn)象。所以，為了確保催化劑正常工作，降低脫硝成本，控制催化劑的反應(yīng)溫度相當(dāng)重要。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前在燃煤電廠發(fā)展的過程中，安裝SCR脫硝裝置勢(shì)必會(huì)增加脫硝成本。文中對(duì)SCR脫硝成本的組成及影響因素進(jìn)行剖析后，提出采用優(yōu)化還原劑的耗量?jī)?yōu)化吹灰系統(tǒng)，優(yōu)化催化劑來達(dá)到降低脫硝成本的目的，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。此外，該方案的提出，對(duì)電廠NOx的排放進(jìn)行科學(xué)治理，同時(shí)適應(yīng)了能源與環(huán)境和諧發(fā)展的需求。筆者希望更多有關(guān)人士參與到SCR脫硝成本優(yōu)化工作的研究中來，為實(shí)現(xiàn)電廠企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)做出更大的貢獻(xiàn)。

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〔編輯：胡雪飛〕