張晨
(神華國(guó)華北京熱電分公司,北京 100000)
北京熱電分公司有4臺(tái)鍋爐,投產(chǎn)于1999年,鍋爐均為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG-410/9.8-YM15。2008年北京舉辦第29 屆奧運(yùn)會(huì),環(huán)保工作提高到前所未有的新高度,對(duì)工業(yè)鍋爐的煙氣排放指標(biāo)更加嚴(yán)格。隨著北京市環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,為了達(dá)到北京市環(huán)保局對(duì)工業(yè)鍋爐的排放標(biāo)準(zhǔn),鍋爐在2006年進(jìn)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(duì)4臺(tái)鍋爐進(jìn)行SNCR(選擇性非催化還原,以下簡(jiǎn)稱SNCR)系統(tǒng)改造,2007年10月熱電分公司的4臺(tái)鍋爐的SNCR 系統(tǒng)改造工程全部完工并投運(yùn)。
熱電分公司的鍋爐SNCR 系統(tǒng)采用尿素(尿素學(xué)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(yùn)以來(lái),尿素的價(jià)格由最初的1800元/噸上漲至目前的2800元/噸。原材料價(jià)格的上漲使公司的年度預(yù)算中尿素成本由500萬(wàn)元上漲至800萬(wàn)元。因此,如何對(duì)鍋爐的SNCR 系統(tǒng)的噴氨量進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)整,在滿足排放環(huán)保指標(biāo)的前提下,減少尿素的用量節(jié)省生產(chǎn)成本,以求深入落實(shí)公司的節(jié)能減排工作。
熱電分公司鍋爐的SNCR 系統(tǒng)投運(yùn)后,進(jìn)行了SNCR 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)整性能試驗(yàn),經(jīng)過(guò)試驗(yàn)結(jié)果可分析SNCR 系統(tǒng)可以達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。但在運(yùn)行調(diào)整的細(xì)節(jié)方面并未進(jìn)行深入的調(diào)整性能試驗(yàn)。隨著原料尿素的價(jià)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(jì)的、精細(xì)的控制尿素用量,將是公司節(jié)能工作的進(jìn)一步深入化和具體化。
針對(duì)SNCR 系統(tǒng)投運(yùn)后尿素用量的精細(xì)化管理和鍋爐Nox 控制的問題,發(fā)電運(yùn)行部分析原因并對(duì)鍋爐進(jìn)行了相應(yīng)試驗(yàn)。
試驗(yàn)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(yàn)數(shù)據(jù)和SNCR 系統(tǒng)投運(yùn)以來(lái)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(shè)備完好、絞龍運(yùn)行正常情況下,制粉系統(tǒng)運(yùn)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(diǎn)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(guò)值班員對(duì)燃燒調(diào)整來(lái)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(diǎn)以后再啟動(dòng)#2#4 爐制粉系統(tǒng),投入噴氨。如白班鍋爐平均負(fù)荷超過(guò)320t/h,可根據(jù)粉位提前啟動(dòng)制粉系統(tǒng)。
4.1.3 #2、4 爐制粉系統(tǒng)輪換在白班進(jìn)行,#1、3 爐制粉系統(tǒng)輪換在前夜進(jìn)行,#1、3 爐無(wú)磨運(yùn)行時(shí)也要將噴氨量減至0,通過(guò)值班員對(duì)燃燒調(diào)整來(lái)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(yán)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(jìn)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(guò)倒磨、調(diào)整負(fù)荷偏差等方式控制粉位,盡量延長(zhǎng)停磨時(shí)間。
4.2 鍋爐噴氨的控制
4.2.1 鍋爐負(fù)荷在300t/h 以下,控制噴氨量不得大于0.15m3/h。
4.2.2 鍋爐負(fù)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(fù)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(fù)荷在320t/h 以下單磨運(yùn)行穩(wěn)定工況,鍋爐至少停止上層2個(gè)給粉機(jī)運(yùn)行;在鍋爐負(fù)荷在320t/h 以下無(wú)磨運(yùn)行穩(wěn)定工況,鍋爐至少停止上層1個(gè)給粉機(jī)運(yùn)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(jī),切換時(shí)間不超過(guò)2小時(shí)。
4.2.5 以上噴氨量為控制的最大噴氨量,值班員應(yīng)通過(guò)運(yùn)行調(diào)整逐漸優(yōu)化,減少噴氨對(duì)受熱面的影響。
4.2.6 單臺(tái)鍋爐的兩側(cè)制粉系統(tǒng)停止后,若鍋爐負(fù)荷小于320t/h,應(yīng)將噴氨量減至0,值班員合理控制鍋爐燃燒進(jìn)行調(diào)整NOx 排放;若鍋爐負(fù)荷大于320t/h,應(yīng)根據(jù)鍋爐NOx 排放值適當(dāng)減小噴氨量。
4.2.7 鍋爐停磨后噴氨量減至0,同時(shí)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(diào)門關(guān)閉不嚴(yán),應(yīng)將爐的尿素溶液手動(dòng)門關(guān)閉。
4.2.8 當(dāng)鍋爐NOx 排放超標(biāo),采取有效調(diào)整手段仍然無(wú)效的情況下,需增加鍋爐的噴氨量超過(guò)規(guī)定值來(lái)降低鍋爐NOx 排放時(shí),值班員應(yīng)匯報(bào)值長(zhǎng)和發(fā)電部并批準(zhǔn)。
4.3 鍋爐燃燒系統(tǒng)調(diào)節(jié)措施
4.3.1 鍋爐燃燒調(diào)整原則按照低氧燃燒方式進(jìn)行調(diào)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(jī)的送粉量,負(fù)荷低于320t/h,至少停止2臺(tái)給粉機(jī),負(fù)荷低于380t/h 高于320t/h,至少停止1臺(tái)給粉機(jī)。
通過(guò)以上措施,鍋爐的NOx 控制得到有效保障,同時(shí)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(jì)調(diào)整措施)
對(duì)以上數(shù)據(jù)分析,執(zhí)行鍋爐NOX 經(jīng)濟(jì)調(diào)整措施后,尿素用量明顯下降,負(fù)荷350t/h 以下每月可減少尿素用量30噸,折算金額達(dá)8萬(wàn)余元。試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),鍋爐負(fù)荷高于380t/h時(shí),尿素用量明顯提高,主要因?yàn)楦哓?fù)荷時(shí)限制鍋爐停磨時(shí)間,同時(shí)又限制了鍋爐給粉機(jī)停運(yùn),鍋爐控制NOx的燃燒調(diào)整方式受到限制,制約了可控手段。
以上幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)對(duì)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(dǎo)意義,但在實(shí)際鍋爐NOx 控制調(diào)整過(guò)程中也存在一些問題需要我們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦屑右越鉀Q。
a.鍋爐煤質(zhì)影響,當(dāng)原煤灰分大時(shí),鍋爐的NOx 排放較難控制,因此需對(duì)入爐煤化驗(yàn)進(jìn)行監(jiān)督,發(fā)現(xiàn)煤種異常和燃燒煤罐結(jié)合面時(shí)需及時(shí)進(jìn)行調(diào)整或倒罐。
b.尿素配制時(shí),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(dòng)較大,需對(duì)尿素溶液配制的水源管路進(jìn)行改造。
c.鍋爐噴氨系統(tǒng)的尿素溶液和稀釋水的調(diào)整門線性不好,給運(yùn)行中的精確調(diào)整帶來(lái)一定困難。
d.公司的4臺(tái)鍋爐的尿素和稀釋水為同一母管,由于結(jié)構(gòu)布置和設(shè)備選型問題,當(dāng)一臺(tái)爐進(jìn)行調(diào)整時(shí)影響其它爐的噴氨參數(shù)產(chǎn)生變化,從而其他爐也要進(jìn)行被動(dòng)調(diào)整。使鍋爐Nox 控制更加復(fù)雜化。
[1]神華國(guó)華北京熱電分公司的《集控運(yùn)行規(guī)程》