張晨
(神華國華北京熱電分公司,北京 100000)
北京熱電分公司有4臺鍋爐,投產于1999年,鍋爐均為哈爾濱鍋爐廠生產的HG-410/9.8-YM15。2008年北京舉辦第29 屆奧運會,環(huán)保工作提高到前所未有的新高度,對工業(yè)鍋爐的煙氣排放指標更加嚴格。隨著北京市環(huán)保標準的不斷提高,為了達到北京市環(huán)保局對工業(yè)鍋爐的排放標準,鍋爐在2006年進行了低氧燃燒改造,使鍋爐的Nox 排放量由500mg/Nm3以上降至350 mg/Nm3。為了加大環(huán)保的減排力度,2007年公司對4臺鍋爐進行SNCR(選擇性非催化還原,以下簡稱SNCR)系統(tǒng)改造,2007年10月熱電分公司的4臺鍋爐的SNCR 系統(tǒng)改造工程全部完工并投運。
熱電分公司的鍋爐SNCR 系統(tǒng)采用尿素(尿素學名為碳酰二胺,分子式(NH2)2CO)作為還原劑,自2007年SNCR 系統(tǒng)投運以來,尿素的價格由最初的1800元/噸上漲至目前的2800元/噸。原材料價格的上漲使公司的年度預算中尿素成本由500萬元上漲至800萬元。因此,如何對鍋爐的SNCR 系統(tǒng)的噴氨量進行經(jīng)濟調整,在滿足排放環(huán)保指標的前提下,減少尿素的用量節(jié)省生產成本,以求深入落實公司的節(jié)能減排工作。
熱電分公司鍋爐的SNCR 系統(tǒng)投運后,進行了SNCR 系統(tǒng)動態(tài)調整性能試驗,經(jīng)過試驗結果可分析SNCR 系統(tǒng)可以達到設計目標。但在運行調整的細節(jié)方面并未進行深入的調整性能試驗。隨著原料尿素的價格不斷上漲,使SNCR 系統(tǒng)的使用成本不斷增加。如何更加經(jīng)濟的、精細的控制尿素用量,將是公司節(jié)能工作的進一步深入化和具體化。
針對SNCR 系統(tǒng)投運后尿素用量的精細化管理和鍋爐Nox 控制的問題,發(fā)電運行部分析原因并對鍋爐進行了相應試驗。
試驗數(shù)據(jù)分析(按鍋爐NOx 排放200mg/m3控制,數(shù)值為高值):
根據(jù)試驗數(shù)據(jù)和SNCR 系統(tǒng)投運以來的情況,鍋爐SNCR 系統(tǒng)在保證Nox 排放的情況下,得出以下控制措施。
4.1 制粉系統(tǒng)控制措施
在保證鍋爐制粉系統(tǒng)設備完好、絞龍運行正常情況下,制粉系統(tǒng)運行方式執(zhí)行下面措施。
4.1.1 后夜班存高粉位,單爐7米以上,6點鐘開始停止#2、4 爐制粉系統(tǒng),停磨后將#2、4 爐噴氨量減至0,通過值班員對燃燒調整來控制鍋爐NOx 排放。
4.1.2 白班在粉位允許的情況下,中午12點以后再啟動#2#4 爐制粉系統(tǒng),投入噴氨。如白班鍋爐平均負荷超過320t/h,可根據(jù)粉位提前啟動制粉系統(tǒng)。
4.1.3 #2、4 爐制粉系統(tǒng)輪換在白班進行,#1、3 爐制粉系統(tǒng)輪換在前夜進行,#1、3 爐無磨運行時也要將噴氨量減至0,通過值班員對燃燒調整來控制鍋爐NOx 排放。
4.1.4 白班和前夜交班粉位執(zhí)行不低于4米,并嚴格執(zhí)行降粉制度。后夜班暫不執(zhí)行定期降粉制度,但若有條件仍要進行降粉,為白班停磨創(chuàng)造有利條件。
4.1.5 暫不執(zhí)行#4 爐制粉系統(tǒng)后夜輪換制度。
4.1.6 絞龍缺陷情況下,通過倒磨、調整負荷偏差等方式控制粉位,盡量延長停磨時間。
4.2 鍋爐噴氨的控制
4.2.1 鍋爐負荷在300t/h 以下,控制噴氨量不得大于0.15m3/h。
4.2.2 鍋爐負荷在300t/h 以上、360t/h 以下,控制噴氨量不得大于0.20m3/h。
4.2.3 鍋爐負荷在360t/h 以上,控制噴氨量不得大于0.25m3/h。
4.2.4 在鍋爐負荷在320t/h 以下單磨運行穩(wěn)定工況,鍋爐至少停止上層2個給粉機運行;在鍋爐負荷在320t/h 以下無磨運行穩(wěn)定工況,鍋爐至少停止上層1個給粉機運行。以控制鍋爐NOx 排放,并減少噴氨量,但要注意定期切換給粉機,切換時間不超過2小時。
4.2.5 以上噴氨量為控制的最大噴氨量,值班員應通過運行調整逐漸優(yōu)化,減少噴氨對受熱面的影響。
4.2.6 單臺鍋爐的兩側制粉系統(tǒng)停止后,若鍋爐負荷小于320t/h,應將噴氨量減至0,值班員合理控制鍋爐燃燒進行調整NOx 排放;若鍋爐負荷大于320t/h,應根據(jù)鍋爐NOx 排放值適當減小噴氨量。
4.2.7 鍋爐停磨后噴氨量減至0,同時減少稀釋水流量,控制不大于1.0m3/h,從而減少煙氣中的水蒸氣含量。若爐尿素溶液調門關閉不嚴,應將爐的尿素溶液手動門關閉。
4.2.8 當鍋爐NOx 排放超標,采取有效調整手段仍然無效的情況下,需增加鍋爐的噴氨量超過規(guī)定值來降低鍋爐NOx 排放時,值班員應匯報值長和發(fā)電部并批準。
4.3 鍋爐燃燒系統(tǒng)調節(jié)措施
4.3.1 鍋爐燃燒調整原則按照低氧燃燒方式進行調節(jié)。
4.3.2 鍋爐爐膛出口氧量按3%控制。
4.3.3 盡量減少三層給粉機的送粉量,負荷低于320t/h,至少停止2臺給粉機,負荷低于380t/h 高于320t/h,至少停止1臺給粉機。
通過以上措施,鍋爐的NOx 控制得到有效保障,同時尿素的用量也得到有效控制,具體數(shù)據(jù)如下:(8月1日起執(zhí)行了鍋爐NOX 經(jīng)濟調整措施)
對以上數(shù)據(jù)分析,執(zhí)行鍋爐NOX 經(jīng)濟調整措施后,尿素用量明顯下降,負荷350t/h 以下每月可減少尿素用量30噸,折算金額達8萬余元。試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計,鍋爐負荷高于380t/h時,尿素用量明顯提高,主要因為高負荷時限制鍋爐停磨時間,同時又限制了鍋爐給粉機停運,鍋爐控制NOx的燃燒調整方式受到限制,制約了可控手段。
以上幾點經(jīng)驗對于提高我們的操作水平、控制鍋爐NOx 排放并減少尿素用量有一定指導意義,但在實際鍋爐NOx 控制調整過程中也存在一些問題需要我們在今后的工作中加以解決。
a.鍋爐煤質影響,當原煤灰分大時,鍋爐的NOx 排放較難控制,因此需對入爐煤化驗進行監(jiān)督,發(fā)現(xiàn)煤種異常和燃燒煤罐結合面時需及時進行調整或倒罐。
b.尿素配制時,由于配制水源與噴氨的稀釋水為同一路水源,影響稀釋水的壓力波動較大,需對尿素溶液配制的水源管路進行改造。
c.鍋爐噴氨系統(tǒng)的尿素溶液和稀釋水的調整門線性不好,給運行中的精確調整帶來一定困難。
d.公司的4臺鍋爐的尿素和稀釋水為同一母管,由于結構布置和設備選型問題,當一臺爐進行調整時影響其它爐的噴氨參數(shù)產生變化,從而其他爐也要進行被動調整。使鍋爐Nox 控制更加復雜化。
[1]神華國華北京熱電分公司的《集控運行規(guī)程》