電廠脫硝運(yùn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)整

李銳

摘 要：本文主要講述了脫硝的原理，脫硝投入后主要的運(yùn)營成本，為降低這些成本可以采取一些措施，選擇最好的催化劑更換頻率和更換時(shí)機(jī)，可以以此為依據(jù)進(jìn)行調(diào)整，從而在環(huán)保要求的范圍內(nèi)最大限度的降低運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)節(jié)能降耗起到很大的作用。

關(guān)鍵詞：脫硝 成本 經(jīng)濟(jì) 節(jié)能

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2019）07-0-01

一、脫硝系統(tǒng)介紹

為防止鍋爐內(nèi)煤燃燒后產(chǎn)生過多的NOx污染環(huán)境，應(yīng)對(duì)煤進(jìn)行脫硝處理，內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司脫硝系統(tǒng)是由福建龍凈環(huán)保股份有限公司設(shè)計(jì)制造，采用液氨制備脫硝還原劑，“高含塵布置方式”的選擇性催化還原法（SCR）脫硝裝置。在試驗(yàn)煤種、鍋爐B-MCR工況、處理100%煙氣量條件下脫硝總效率大于80%。SCR部分的催化劑層數(shù)按3層（2+1）方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)預(yù)裝1層的時(shí)候要求脫硝效率為50%，添加附加層的時(shí)候的脫硝效率為80%以上。

SCR反應(yīng)器是指未經(jīng)脫硝的煙氣與NH3混合后通過安裝催化劑的區(qū)域產(chǎn)生反應(yīng)的區(qū)間。SCR反應(yīng)器本體內(nèi)裝有蜂窩狀催化劑，混合好的煙氣與氨氣進(jìn)入反應(yīng)器本體后，在催化劑的催化作用下煙氣中的NOX與氨進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，生成N2和水，達(dá)到脫硝的目的。

二、脫硝投入后的主要運(yùn)行成本

1.催化劑更換頻率對(duì)機(jī)組的影響

更換頻率過高，不僅更換催化劑花錢多，況且催化劑的更換需要停機(jī)進(jìn)行，更換過頻需要停機(jī)的時(shí)間會(huì)更長。

如果更換頻率過低，則脫硝效率反應(yīng)特性變差，相同工況下需消耗更多的氨氣量；過多的氨氣噴入但是不能完全反應(yīng)，導(dǎo)致剩下的氨氣彌漫在空氣中，增加了爆炸的危險(xiǎn)，附近工作的人員也會(huì)有中毒的危險(xiǎn)；脫硝逃逸率過高，如保護(hù)動(dòng)作脫硝會(huì)退出運(yùn)行，造成脫硝不同步，環(huán)保部門會(huì)有考核。

2.催化劑更換的費(fèi)用

脫硝系統(tǒng)投入后催化劑并不是永久的，需要定期進(jìn)行更換，同時(shí)催化劑本身需要錢，更換催化劑為廠家更換，暫不需要人工費(fèi)用。

3.更換催化劑對(duì)機(jī)組方面影響

催化劑更換需要停機(jī)進(jìn)行，啟停機(jī)還需要消耗更多的能源，大約一次30萬左右。

4.氨氣消耗方面

如果催化劑更換不及時(shí)，脫硝運(yùn)行時(shí)間過長后，催化劑磨損嚴(yán)重，相對(duì)正常情況時(shí)需要噴入較多的氨氣量，造成氨氣的過度浪費(fèi)，氨氣也是一種成本的消耗。

下面我們從如何減少催化劑磨損失效，合理選擇催化劑更換頻率，優(yōu)化噴氨量等方面來分析如何降低機(jī)組運(yùn)行中的脫硝成本：

三、機(jī)組運(yùn)行中如何減少催化劑磨損和失效

1.控制煙氣流速。流速越大，通過催化劑的煙氣與催化劑接觸越快，煙氣中的顆粒會(huì)對(duì)催化劑造成磨損，時(shí)間長了，催化劑就會(huì)磨損嚴(yán)重，催化效果變差，機(jī)組正常運(yùn)行中，應(yīng)盡量控制煙氣流速。其中控制二次風(fēng)壓，控制氧氣含量都可以降低風(fēng)速，減少催化劑的磨損。

2.有效使用催化劑，控制催化效果。巡檢中加強(qiáng)對(duì)脫硝催化劑的檢查，檢查聲波吹灰器可靠投入，防止催化劑積灰堵塞，導(dǎo)致催化效果不好，我們廠還布置了脫硝蒸汽吹灰器，也可以投入進(jìn)行吹灰。

3.控制飛灰含碳量。飛灰含碳量過大，說明鍋爐燃燒的氧氣不足，燃燒不充分，燃燒剩余在煙氣中的飛灰顆粒也會(huì)對(duì)催化劑造成更大的磨損。機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間不宜過長，防止?fàn)t膛溫度低，燃燒不好，未完全燃燒的顆粒對(duì)催化劑造成磨損。

4.盡量少燒高硫煤，或者在燒高硫煤時(shí)控制噴氨量不宜過大，防止硫與過量氨反應(yīng)生成硫酸氫銨，沉積在催化劑上，使催化劑堵塞嚴(yán)重，噴氨量增加，同時(shí)由于硫酸氫銨的黏性，會(huì)加劇催化劑磨損。

5.控制脫硝入口煙溫在規(guī)定280-400℃之間，溫度過低將使催化劑失去活性，溫度過高將徹底破壞催化劑，無法進(jìn)行反應(yīng)。

四、經(jīng)濟(jì)性比較得出更換催化劑頻率

從上表分析催化劑是否磨損。如上表，負(fù)荷600MW，7號(hào)機(jī)脫硝A側(cè)差壓0.4KPa，氨氣229Nm3，逃逸率0.53，B側(cè)差壓0.6KPa，氨氣169Nm3，逃逸率4.2，由于A側(cè)空預(yù)器差壓高，所以煙氣從B側(cè)走比較多，應(yīng)該B側(cè)差壓高，實(shí)際7，8號(hào)機(jī)組相對(duì)比，7號(hào)機(jī)B側(cè)差壓不高，但是氨氣量增大，且逃逸率增加，顯示7號(hào)機(jī)脫硝B側(cè)催化劑已磨損，A側(cè)煙氣量少，噴氨量還很多，說明A側(cè)催化劑也已磨損。

氨氣價(jià)格約為5000元/T，0.3Mpa下密度為2.656kg/m3，相比較，7號(hào)機(jī)比8號(hào)機(jī)每小時(shí)多用220立方米氨氣，一天5280立方米氨氣，為14t，多消耗氨氣增加的價(jià)格為每天7萬元，催化劑更換一次需要大概100萬，部分更換僅需要50萬左右。機(jī)組停機(jī)后的損失的電量是可以通過別的機(jī)組來彌補(bǔ)的，提前計(jì)劃提前申請(qǐng)也不會(huì)產(chǎn)生額外的電量考核，冷態(tài)啟停機(jī)一次大約需要30萬元，加上更換催化劑的錢一共80萬，而這些錢僅夠氨氣使用11天，而且如果還有別的檢修項(xiàng)目，更換催化劑成本還會(huì)進(jìn)一步分?jǐn)偅詢r(jià)格會(huì)進(jìn)一步降低。

此時(shí)催化劑壽命隨未達(dá)到最終，還能勉強(qiáng)運(yùn)行，但已經(jīng)嚴(yán)重磨損，此后隨著時(shí)間增加，催化劑活性會(huì)逐步下降，供氨量會(huì)逐步增加，同時(shí)氨氣泄露在空氣中也會(huì)造成極大的安全隱患，對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行非常不利，所以催化劑更換需提上日程。催化劑的更換周期一般在10個(gè)月到1年之間，且需要綜合考慮其它設(shè)備臨修的必要性或選擇負(fù)荷低谷進(jìn)行更換，降低催化劑更換對(duì)機(jī)組發(fā)電量的影響。

五、優(yōu)化運(yùn)行，控制噴氨量

1.運(yùn)行中定期對(duì)脫硝噴氣隔珊開度進(jìn)行修正，適當(dāng)調(diào)整各個(gè)噴氣格柵的供氨量大小，保證脫硝反應(yīng)良好。

2.利用檢修機(jī)會(huì)對(duì)燃燒器進(jìn)行改造，使用低氮型燃燒器，并定期檢查并做燃燒器調(diào)整試驗(yàn)，控制燃燒生成的氮氧化物，對(duì)有效降低氨氣量很有幫助。

3.二次風(fēng)調(diào)整。運(yùn)行中對(duì)燃燒器二次風(fēng)及燃盡風(fēng)進(jìn)行調(diào)整，在風(fēng)量允許的條件下盡量關(guān)小二次風(fēng)擋板開度至50%左右，開大上層二次風(fēng)開度，使燃料分級(jí)燃燒，降低了燃燒溫度，且燃燒都在還原性氣氛中燃燒，生成的氮氧化物偏低，燃盡風(fēng)處于較大開度，使燃燒能夠完全燃燒，這樣就降低脫硝入口氮氧化物。