電廠鍋爐脫硝改造技術(shù)要點分析

李 君

(國電東北電力有限公司沈西熱電廠，沈陽 110023)

0 引 言

隨著人們對環(huán)境保護的意識與要求越來越高，對電廠鍋爐脫硝改造標準也在不斷提高。因此對電廠鍋爐脫硝傳統(tǒng)技術(shù)進行改革創(chuàng)新，將全面提高鍋爐運行效率，切實降低NOX氣體排放量，減少煙氣對大氣污染，實現(xiàn)對環(huán)境的保護[1]。當前脫硝改造技術(shù)主要是SNCR與SCR兩種脫硝技術(shù)。本文主要探究電廠鍋爐脫硝改造技術(shù)，并詳細分析各項技術(shù)帶來的優(yōu)勢，確保電廠鍋爐脫硝改造技術(shù)能適應(yīng)當前電廠生產(chǎn)需要，提高電廠鍋爐脫硝改造技術(shù)的實際價值。

1 SCR煙氣脫硝改造技術(shù)分析

本文主要是針對電廠SCR脫硝裝置進行改造，在裝置上每隔6.8 mm設(shè)置一個小孔，小孔內(nèi)設(shè)置三層布置，且采用蜂窩式還原催化劑。在此過程中，主要是在高溫?zé)煹纼?nèi)用液氨作為還原劑，使鍋爐中排放出來的煙氣發(fā)生還原反應(yīng)。為了充分保證鍋爐冷卻機組的運行效率與要求，對SCR反應(yīng)器旁路將不做任何改造設(shè)計。對改造后的鍋爐機組進行實驗，其在運行過程中尚未出現(xiàn)任何超負荷情況，高溫?zé)煹纼?nèi)噴氨設(shè)備運行良好，液氨儲存保護良好，鍋爐脫硝率達到了90%，證明該項改造具有一定可行性。對進出口煙氣排放濃度測試，改造后污染物排放有明顯的下降，證明其具有一定的有效性(鍋爐改造前后污染物排放對比如下表1所示)。具體的改造技術(shù)分析見表1。

表1 鍋爐高招前后污染物排放對比表

1.1SCR系統(tǒng)整體改造技術(shù)分析

電廠鍋爐脫硝設(shè)備的整體改造就需要依據(jù)其整體設(shè)備的不同功能進行最優(yōu)改造，在提高其運行效率的同時，也能對環(huán)境進行保護。為了有效實現(xiàn)煙氣脫硝控制，可以在SCR反應(yīng)器高溫?zé)煹揽谠O(shè)置一個彎角，讓脫硝煙氣再引回空預(yù)器之中再次進行換熱處理[2]。在本次改造中，主要是設(shè)置了兩個長10 m，寬13 m，高12.5 m的SCR反應(yīng)器，并在送風(fēng)機上方設(shè)置一個支架，方面安裝兩套煙氣系統(tǒng)，設(shè)置4 m*10 m截面的煙氣進出口，然后運用導(dǎo)流板與混流板等裝置，實現(xiàn)煙氣的流通與熱處理。(具體如圖1所示)

圖1 SCR系統(tǒng)整體圖

1.2 空氣預(yù)熱器改造技術(shù)分析

NH4HSO4等物質(zhì)是SCR脫硝裝置在運行過程中所產(chǎn)生的顆粒物質(zhì)，其會堵塞空氣預(yù)熱器，因此，改造空氣預(yù)熱器，使顆粒物質(zhì)也能順利通過將是提高其運行效率與水平的關(guān)鍵。在改造過程中，將原冷端傳熱元件與預(yù)熱器中溫端傳熱元件合二為一，熱端傳熱元件高度為1 150 mm。轉(zhuǎn)換后，將三層組件轉(zhuǎn)換為兩層，實現(xiàn)了合理的布局。將高度為2 073 mm的預(yù)熱器改造成為高度為2 145 mm，增強整個裝置的傳熱范圍，讓鍋爐內(nèi)的溫度能達到一定的恒定值，保持對氣體的熱處理。取消內(nèi)部加熱格柵，將橫膜的位置延伸到冷端，然后更換并關(guān)閉不再使用的換熱器的門；為長期有效凈化空氣預(yù)熱，滿足冷端換熱裝置日益增長的要求，將冷送風(fēng)機和熱排風(fēng)機改造成蒸汽和高壓水雙介質(zhì)吹灰器。在高壓水雙介質(zhì)吹灰器之中，不僅具有常規(guī)的吹灰功能，還能利用高壓水特性清洗介質(zhì)，使之保持干凈。

2 低碳燃燒改造技術(shù)分析

電廠一般采用型號為SG-2026/17.5-mg908的鍋爐，采用四角且向模式的循環(huán)燃燒方式，充分發(fā)揮出低碳轉(zhuǎn)化技術(shù)，使爐內(nèi)廢氣中的NOX濃度由400 mg·Nm-3降低到100 mg·Nm-3，轉(zhuǎn)化后的效果顯著低碳燃燒所產(chǎn)生的NOX氣體，在采用一次風(fēng)等離子燃燒器的基礎(chǔ)上，采用上下富細中鈍的燃燒器進行改造和現(xiàn)代化改造，并合理配置了燃燒器內(nèi)部裝置，即將內(nèi)部即將燃燒的空氣成分添加到轉(zhuǎn)換器之中，然后利用空氣噴嘴的形式體現(xiàn)其變化[3]。具體的低碳轉(zhuǎn)化改造技術(shù)如下：

2.1 調(diào)整燃燒風(fēng)量

改造助燃風(fēng)量是低碳轉(zhuǎn)化技術(shù)的基礎(chǔ)，對其進行科學(xué)調(diào)整并加入新型一次風(fēng)室，不斷縮小了終風(fēng)室和油風(fēng)室的范圍，有效地減少了主要部件區(qū)域的風(fēng)量，調(diào)整了鍋爐燃燒范圍內(nèi)的風(fēng)嘴范圍，設(shè)定風(fēng)速能滿足鍋爐燃燒特性的基本要求，增加高爐風(fēng)量，并進行調(diào)整。在鍋爐內(nèi)形成富燃區(qū)后，通過對鍋爐風(fēng)量的重新分配，可以有效地抑NOX氣體的排放濃度。

2.2 縱向布置燃料器

在低碳燃燒技術(shù)之中，主要是在主燃燒器上方8 cm的地方增加了一個七層獨立的燃燒器空氣噴嘴，此噴嘴可以上下擺動，并能有效縮短一次風(fēng)噴嘴與二次風(fēng)噴嘴之間的半徑距離，這樣就可以在主燃燒區(qū)和SOFA噴嘴之間形成富燃燒區(qū)，延長燃燒距離，讓煙氣中的NOX氣體更加充分燃燒，從而達到控制效果。

2.3 橫向布置燃燒器

經(jīng)過對燃燒器水平布置的改造，可以將下段的空氣回流，切向軌跡減小。改造后的二次風(fēng)變?yōu)橐淮物L(fēng)，并以8度小角度移動，然后順時針切割。經(jīng)過改造的橫向燃燒系統(tǒng)，可以將鍋爐內(nèi)產(chǎn)生的橫向空氣分級，并逐級排放，從而控制NOX的排放。

3 NOX排放控制改造技術(shù)分析

結(jié)合電廠鍋爐的實際情況，對鍋爐脫硝改造技術(shù)進行了分析，制定了具體的改造方案。依據(jù)鍋爐氮氧化物排放實際情況，可以將電廠鍋爐燃燒溶解度定為:

350 mg·m-3～450 mg·m-3之間；那么對于煤炭的燃燒標準就可以是500 mg·m-3，減排目標就可以定為100 mg·m-3，這樣就可以有效對煤炭燃燒效果進行優(yōu)化，并對整體NOX進行了優(yōu)化[4]。

在進行電廠鍋爐脫硝改造技術(shù)設(shè)計的時候，要充分依據(jù)電廠實際生產(chǎn)情況，加深對脫硝改在技術(shù)的研究，首先要對電廠鍋爐脫硝技術(shù)生產(chǎn)中所排放的NOX的氣體數(shù)據(jù)進行收集，并依據(jù)SCR技術(shù)工作原理對其進行控制。

本次改造主要是以電廠鍋爐脫硝技術(shù)中的NOX排放控制技術(shù)為基礎(chǔ)，運用低氮燃燒技術(shù)與SCR技術(shù)相結(jié)合的方式，實現(xiàn)對鍋爐煙氣脫硝中所產(chǎn)生的NOX氣體濃度數(shù)值進行控制。低氮燃燒技術(shù)就是在燃燒器之中，對空氣進行分級，然后運用不同空氣燃燒效果實現(xiàn)對鍋爐脫硝技術(shù)的燃燒進行改造，實現(xiàn)對NOX氣體的排放控制，最后再采用SCR技術(shù)對鍋爐中的煙氣實現(xiàn)脫硝。經(jīng)過這樣的改造，減少了催化劑與還原劑的使用，不僅節(jié)約了電廠的生產(chǎn)成本，更符合了國家NOX氣體排放標準，符合電廠鍋爐脫硝技術(shù)改造基本需求。在進行NOX氣體排放控制的時候，由于對空氣進行了分級處理，在改造的時候，充分運用了自流型低氮燃燒器水平彎頭離心力的作用，再加上分級風(fēng)的方式，可以讓煤炭進行充分燃燒，從而實現(xiàn)了對NOX氣體排放的控制。

4 結(jié)束語

NOX氣體是大氣主要污染物之一，其不僅將對環(huán)境生態(tài)造成一定破壞，更能影響人體健康。因此，降低電廠生產(chǎn)過程中NOX氣體排放量，深入改造電廠鍋爐脫硝技術(shù)，實現(xiàn)對NOX氣體的有效控制，不僅可以進一步促進電廠可持續(xù)發(fā)展，更對改善生態(tài)環(huán)境有一定的現(xiàn)實價值。電廠現(xiàn)行的SRC脫硝技術(shù)與SNCR脫硝技術(shù)各有優(yōu)缺點，依據(jù)其本身特點，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢對其進行改造，充分體現(xiàn)電廠鍋爐脫硝改造技術(shù)的實際價值，在保護生態(tài)環(huán)境的同時，也能增強電廠核心競爭力。