脫硝超低改造后存在的問題及防范

田維寬

摘 要：根據(jù)國家節(jié)能減排的要求，貴州華電大龍發(fā)電有限公司#1、#2機組在18年前后完成脫硝增容改造。煙氣脫硝采用選擇性催化還原（SCR）工藝，單臺機組脫硝催化劑按“3+1”布置，初裝三層，超低改造時將原備用層安裝一層新催化劑，共計四層催化劑運行，此外還完成引增合一改造。對脫硝超低技改后可能發(fā)生的問題進行分析，并在運行調(diào)整過程中進行防范。

關(guān)鍵詞：脫硝技改;存在問題;防范措施

一、概況

貴州華電大龍發(fā)電有限公司#1、#2爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的自然循環(huán)汽包鍋爐，鍋爐本體呈"∏"型布置，固態(tài)排渣爐、鋼架固定結(jié)構(gòu)、爐膛接近正方形，水平濃淡噴燃器四角布置，設(shè)計煤種為水城貧煤，但實際運行煤種比較雜。根據(jù)國家節(jié)能減排部署，公司對2×300MW機組在2018年實施超低排放改造，配套實施低氮改造和引增合一改造。脫硝工藝采用低氮燃燒（LNB）法 +選擇性催化還原法（SCR）法，鍋爐通過LNB改造以后，將NOx控制在650mg/Nm3以內(nèi);SCR脫硝裝置在BMCR工況、處理100%煙氣量條件下，按入口NOx濃度650mg/Nm3、出口NOx濃度小于50mg/Nm3設(shè)計，脫硝效率不小于92.3%，催化劑層數(shù)按4層設(shè)置。針對脫硝技改后可能發(fā)生的問題進行分析，提出相應(yīng)的防范措施，為確保機組的安全、穩(wěn)定、長周期運行提供一定的幫助。

二、脫硝改造后存在的問題

1.采用低氮燃燒器，由于燃燒器布置比較集中，爐膛內(nèi)又敷設(shè)衛(wèi)然帶，在燃用高揮發(fā)份、低熔點的煤種時，鍋爐很容易發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象。

2.根據(jù)脫硝反應(yīng)器的安裝分析，煙氣通過省煤器后，經(jīng)過一段水平煙道在從反方向向上流進反應(yīng)器前的噴氨格柵，在進入反應(yīng)器。煙氣進入噴氨格柵前，由于煙氣轉(zhuǎn)彎比較大，大量的飛灰在重力、慣性力的作用下，將會沉積在省煤器出口處的灰斗和煙道內(nèi)，如省煤器輸灰出力不足或省煤器輸灰系統(tǒng)頻繁發(fā)生故障，不能及時將積灰輸送走，將會發(fā)生煙道的堵塞，增加系統(tǒng)的阻力，機組運行出力可能受到影響。

3.安裝脫硝裝置后，在運行調(diào)整過程中，如果未能較好的控制氨氣逃逸量以及SO2的轉(zhuǎn)化率，逃逸的氣態(tài)氨形成硫酸氫銨，在空預(yù)器冷段發(fā)生凝結(jié)，造成空預(yù)器堵塞，運行差壓升高，煙氣側(cè)壓差遠超設(shè)計值，造成送風(fēng)機、一次風(fēng)機和引風(fēng)機電耗升高，空預(yù)器換熱效率下降，排煙溫度上升，影響機組運行安全性和經(jīng)濟性，因此回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器堵灰已成為各電廠普遍存在的問題。

4.由于三次風(fēng)燃燒器距離主燃燒區(qū)域較遠，又布置在燃燒器的上部，目前制粉系統(tǒng)的帶粉情況比較嚴(yán)重，會造成大量三次風(fēng)燃燒器內(nèi)的煤粉不能充分燃燒、燃盡，造成飛灰可燃物的增加。

三、防范措施

1.防止結(jié)焦措施

1.1加強燃料管理

（1）因煤種的變化是導(dǎo)致結(jié)焦的最主要的原因，特別是燃用灰熔點低、揮發(fā)份相對較高的煤種，如運行調(diào)整未能及時跟上，使燃煤進入爐膛燃燒時著火提前，粘附在水冷壁上的灰渣較多，傳熱降低使水冷壁處的溫度升高，從而造成壁面結(jié)焦、積渣。因此必須加強燃運的配煤摻燒工作，使燃用煤種接近設(shè)計煤種是防止?fàn)t膛結(jié)焦最重要的措施。

（2）加強燃料配煤摻燒工作，制定《關(guān)于燃煤摻燒的有關(guān)規(guī)定》，要求對入爐煤進行搭配摻燒。尤其是揮發(fā)份高的煤，要與揮發(fā)份低的煤摻燒，使煤種進一步接近設(shè)計煤種。運行值長應(yīng)督促燃運加強燃煤混配，保證燃煤揮發(fā)分的相對穩(wěn)定，燃運應(yīng)盡可能將燃煤揮發(fā)份Vad控制在10%～12.5%之間，以保證鍋爐燃燒穩(wěn)定。

1.2 加強運行管理

（1）嚴(yán)格執(zhí)行《關(guān)于吹灰的管理規(guī)定》，正常運行時每周五對鍋爐進行一次全程吹灰，如檢查發(fā)現(xiàn)低溫再熱器入口煙氣溫度在700℃（設(shè)計735℃）以上應(yīng)加強吹灰次數(shù)。

（2）加強清焦工作，對看火孔、檢查孔的焦，要求隨時清除。

1.3 加強運行調(diào)整

（1）降低爐膛中心煙氣溫度，為使?fàn)t膛中心溫度不能過高，應(yīng)采取以下方式進行調(diào)節(jié);

a合理的使用一、二次風(fēng)，對燃用揮發(fā)份較高的煤種時，提高一次風(fēng)速（一次風(fēng)壓控制在6.0Pa以上）和二次風(fēng)壓，延遲煤粉的著火時間;

b合理分配給粉機負荷及盡量采用均等配風(fēng)方式，分散爐膛中心熱負荷負荷，降低爐膛中心溫度;

c各值在當(dāng)班期間必須要求化學(xué)專業(yè)在接班后2h內(nèi)將本班的煤質(zhì)揮發(fā)份通知鍋爐主值班員，及時了解本班入爐煤樣分析情況，根據(jù)煤質(zhì)信息指導(dǎo)鍋爐燃燒調(diào)整，做到超前調(diào)節(jié)。

d值班員必須注意觀察燃燒器的結(jié)焦情況以及冷灰斗的掉焦情況，如發(fā)現(xiàn)燃燒器結(jié)焦多和冷灰斗掉軟焦，應(yīng)及時調(diào)整燃燒控制結(jié)焦。

（2）保持適當(dāng)?shù)倪^?？諝饬?/p>

當(dāng)煤粉燃燒時，因為空氣和煤粉不可能非常均勻的接

觸。因此，除了必要的空氣量以外，還需要一部分過量空氣來彌補。保持一定的過?？諝庀禂?shù)（空預(yù)器入口氧量控制在4.5～5.0%）。

（3）保持合適的煤粉細度（R90）和均勻度

根據(jù)煤質(zhì)情況及時調(diào)整煤粉細度，燃煤Vad在8.5%以下控制煤粉細度在4%～5%之間，燃煤Vad在12.5%以下控制煤粉細度在6%～8%之間， 燃煤Vad在12.5%以上，控制煤粉細度在8%～12%之間。

2.防止積灰、堵塞

2.1根據(jù)負荷分配情況，合理調(diào)整入爐煤熱值，負荷（>250Mw）在高峰期，燃用熱值高（Qnet>18MJ）的煤種，降低燃燒所產(chǎn)生的灰量，緩解省煤器輸灰系統(tǒng)的輸灰壓力。負荷（<250Mw）在低谷期，燃用熱值偏低（15MJ<Qnet<18MJ）的煤種。

2.2加強省煤器輸灰系統(tǒng)的巡檢和設(shè)備的檢修質(zhì)量，降低輸灰系統(tǒng)的故障停運率，使在運行過程中確保省煤器輸灰系統(tǒng)能正常輸灰，

2.3如省煤器輸灰出力不夠，在條件具備情況下，對省煤器輸灰系統(tǒng)進行改造，提高輸灰出力。

2.4通過提高SCR反應(yīng)器的脫硝效率，并加強對脫硝運行參數(shù)系統(tǒng)的監(jiān)視、定期測量NOx流場、嚴(yán)格控制氨氣的噴入量的均勻性，將氨氣的逃逸量控制在3.0ppm以內(nèi)，減少氨氣與SO3的反應(yīng)，控制硫酸銨鹽的生成。提高脫硝效率運行調(diào)整措施如下：

（1）嚴(yán)格控制反應(yīng)器入口的煙氣溫度，將煙氣溫度控制在330℃～420℃之間，最好讓煙氣溫度接近設(shè)計值380℃ 。

（2）適當(dāng)降低過?？諝庀禂?shù)，嚴(yán)格控制入爐煤的水份，適當(dāng)減少煙氣量，起到降低煙氣流速，使氨氣、NOx在反應(yīng)器的停留時間延長，并充分反應(yīng)。

（3）加強對反應(yīng)器的吹灰，減少反應(yīng)器積灰，影響提高催化劑的活性。

（4）每次停機必須檢查噴氨格柵噴嘴的堵塞情況，發(fā)現(xiàn)有堵塞及時進行處理，確保噴嘴無堵塞，使氨氣能與煙氣充分的混合。

（5）嚴(yán)格控制入爐煤的硫份，降低SO3的生成量，減少硫酸銨鹽的產(chǎn)生對反應(yīng)器和空預(yù)器造成堵塞。

（6）額定負荷下，通過燃燒調(diào)整將反應(yīng)器入口NOx濃度控制在650mg/Nm3以內(nèi)，減少噴氨量。

2.5為進一步控制空預(yù)器的堵塞，除了通過以上調(diào)整方法外，還可以通過增加暖風(fēng)器技術(shù)、熱風(fēng)再循環(huán)技術(shù)、空預(yù)器升溫技術(shù)和風(fēng)量分切防堵灰技術(shù)進行控制。

（1）暖風(fēng)器技術(shù)：鍋爐暖風(fēng)器是利用汽輪機低壓抽汽加熱空氣預(yù)熱器進口空氣的熱交換器。加裝暖風(fēng)器，使進入空氣預(yù)熱器的空氣溫度升高，空氣預(yù)熱器壁溫升高，從而可防止低溫腐蝕。

（2）熱風(fēng)再循環(huán)技術(shù)：熱風(fēng)再循環(huán)改造方式是，在空氣預(yù)熱器二次風(fēng)出口處增設(shè)一段風(fēng)道，另一端連接到送風(fēng)機之前的冷風(fēng)入口處，從預(yù)熱器出口中抽出一部分熱風(fēng)，與入口的冷風(fēng)混合，以提高入口風(fēng)溫，從而提高冷端溫度。

（3）空預(yù)器升溫技術(shù)：空預(yù)器升溫技術(shù)是指在機組低負荷運行時，關(guān)閉單側(cè)空預(yù)器熱二次風(fēng)擋板或單側(cè)送風(fēng)機停運，使單側(cè)空預(yù)器只通煙氣，提升空預(yù)器整體溫度，短時間提升到硫酸氫銨沸點以上，達到蒸發(fā)硫酸氫銨的目的。

（4）風(fēng)量分切防堵灰技術(shù)：風(fēng)量分切防堵灰技術(shù)是從空預(yù)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到煙氣側(cè)之前分出一個風(fēng)倉作為循環(huán)風(fēng)倉，使原有的三風(fēng)倉空預(yù)器變?yōu)樗娘L(fēng)倉空預(yù)器，分出的循環(huán)風(fēng)倉用風(fēng)道連接，利用循環(huán)風(fēng)機或高壓熱風(fēng)使空氣在風(fēng)倉和風(fēng)道中不斷循環(huán)，循環(huán)風(fēng)在空預(yù)器熱端吸熱，生成300℃左右的熱風(fēng)，熱風(fēng)從下端進入空預(yù)器冷端，對冷端進行加熱，釋放熱量，每次循環(huán)完成一次吸放熱的過程。

3.降低飛灰可燃物

3.1加強對制粉系統(tǒng)的調(diào)整

（1）嚴(yán)格控制排粉機的出力，將排粉機電流控制在45A以內(nèi)，降低制粉系統(tǒng)的通風(fēng)出力，可減少三次風(fēng)的帶粉量。

（2）保持制粉系統(tǒng)的給煤均勻，不能出現(xiàn)頻繁抽分，有利于爐膛燃燒的穩(wěn)定。

（3）加強設(shè)備的巡檢，確保制粉系統(tǒng)鎖氣器動作正常，細粉分離器下粉暢通。

3.2在反應(yīng)器入口NOx<650mg/Nm3的情況下，通過燃燒調(diào)整進一步提高爐膛溫度，使煤粉燃盡。

3.3在停運燃燒器時，盡量不停運上層燃燒器，可增強主燃燒區(qū)與三次風(fēng)煤粉的燃燒。

3.4通過開大上層風(fēng)門的開度，使三次風(fēng)煤粉有向下壓的趨勢，讓主燃燒區(qū)將三次風(fēng)煤粉盡快引燃。

3.5根據(jù)入爐煤煤質(zhì)情況嚴(yán)格控制煤粉細度如下表：

四、總結(jié)

針對脫硝技改后存在的問題，各電廠必須根據(jù)自身設(shè)備的實際情況和環(huán)境因素，選擇符合本廠的調(diào)整方法的防堵技術(shù)的使用。根據(jù)運行實際情況和所存在的問題，要從設(shè)備的設(shè)計、安裝、運行調(diào)整、燃煤摻配等方面分析問題，并針對性的制定相關(guān)的防范措施，確保進行脫硝技改后設(shè)備能安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟的運行。

參考文獻

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