支衛(wèi)峰（神華國華廣投（柳州）發(fā)電有限責(zé)任公司，廣西 柳州 545600）

以氨水為還原劑的SNCR技術(shù)在330MW CFB鍋爐上的應(yīng)用

支衛(wèi)峰
（神華國華廣投（柳州）發(fā)電有限責(zé)任公司，廣西 柳州 545600）

本文介紹了以氨水為還原劑的SNCR技術(shù)在330MW CFB 鍋爐上應(yīng)用時(shí)的系統(tǒng)組成，改造效果，注意事項(xiàng)，系統(tǒng)的優(yōu)勢及應(yīng)用前景。

氨水； CFB鍋爐；SNCR；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.065

1　引言

國華寧東公司安裝兩臺330MW CFB鍋爐，該鍋爐為東方鍋爐（集團(tuán)）股份有限公司制造的亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)流化床汽包爐，鍋爐型號為：DG-1177/17.5-Ⅱ3。鍋爐沒有獨(dú)立的脫硝設(shè)施，僅依靠燃燒控制NOx的生成。通過試驗(yàn)測定［1］，在機(jī)組變負(fù)荷區(qū)間，NOx排放濃度的穩(wěn)定區(qū)間在230～260 mg/m3 （6%O2）之間，無法滿足《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223-2011）中規(guī)定CFB鍋爐NOx排放限值為200mg/m3的要求。為了使NOx的排放濃度達(dá)標(biāo)，國華寧東公司經(jīng)過分析論證，最終采用以氨水為還原劑的SNCR脫硝工藝［2］，進(jìn)行改造。改造取得了良好的效果，為大型循環(huán)流化床的脫硝改造提供了成功的范例。

2　以氨水為還原劑的SNCR煙氣脫硝技術(shù)的化學(xué)反應(yīng)原理

以氨水為還原劑的SNCR脫硝技術(shù)是用氨水作為還原劑，與燃燒生成的NOx進(jìn)行選擇性反應(yīng)，生成N2和H2O，從而達(dá)到脫除NOx的目的。發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下［3］：

3　以氨水為還原劑的SNCR系統(tǒng)的組成

本系統(tǒng)主要由氨水卸車系統(tǒng)、氨水儲存及供應(yīng)系統(tǒng)、稀釋水系統(tǒng)、計(jì)量及噴氨系統(tǒng)四個系統(tǒng)和其它附屬系統(tǒng)組成。

3.1氨水卸車系統(tǒng)

氨水（濃度20%）用汽車罐裝運(yùn)輸至廠區(qū)，然后通過兩臺（一用一備）耐腐蝕卸氨泵，泵入兩臺氨水溶液儲罐。

3.2氨水儲存及供應(yīng)系統(tǒng)

氨區(qū)設(shè)兩臺氨水儲罐，儲罐之間設(shè)有聯(lián)絡(luò)管，可以互為備用。儲罐均設(shè)置了液位控制、報(bào)警系統(tǒng)和自動噴淋降溫系統(tǒng)。

3.3稀釋水系統(tǒng)

稀釋水采用除鹽水，氨區(qū)設(shè)一臺除鹽水儲罐，儲罐設(shè)置液位控制和報(bào)警系統(tǒng)。儲罐上部設(shè)有溢流口，事故狀態(tài)時(shí)除鹽水可溢流至廢水池。除鹽水經(jīng)除鹽水輸送泵（兩臺，一用一備）和調(diào)節(jié)閥控制流量后送入靜態(tài)混合器，在靜態(tài)混合器中與濃氨水按比例進(jìn)行混合，調(diào)整至合適的濃度后送至噴氨系統(tǒng)。

3.4計(jì)量及噴氨系統(tǒng)

合適濃度的氨水經(jīng)流量計(jì)計(jì)量后接入分離器氨液噴槍口。計(jì)量管路由回液管路、空氣吹掃管路、緊急切斷閥、調(diào)節(jié)閥及針型閥等設(shè)備組成。該項(xiàng)目采用清能院設(shè)計(jì)的FM13190 型脫硝用噴槍［4］，該噴槍具有高效、使用壽命長和防磨損特性好的特點(diǎn)。每臺爐共設(shè)有18支噴槍。每支噴槍設(shè)有霧化空氣和冷卻空氣。

3.5其它輔助系統(tǒng)

其他輔助系統(tǒng)主要包括供電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、廢水收集和排放系統(tǒng)等。

圖1　寧東SNCR反應(yīng)工藝流程示意圖

4　應(yīng)用效果

2013年9月項(xiàng)目建成后，寧夏環(huán)境監(jiān)測中心站現(xiàn)場進(jìn)行了監(jiān)測，寧夏回族自治區(qū)環(huán)保廳組織了現(xiàn)場驗(yàn)收。驗(yàn)收結(jié)論［5］為1#機(jī)組氮氧化物最大折算排放濃度為63.9mg/m3，脫硝效率達(dá)到66.2%-71.7%；2#機(jī)組氮氧化物最大折算排放濃度為69.9mg/m3，脫硝效率達(dá)到72.1%-76.2%。兩臺爐氮氧化物排放指標(biāo)均低于《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223-2011）中表1中燃煤鍋爐標(biāo)準(zhǔn)限值200mg/m3，氮氧化物減排效果明顯。氨逃逸量始終處于很低的水平，最高不超過2.2mg/Nm3［6］。

5　調(diào)試、運(yùn)行中存在的問題及解決方法

（1）某臺除鹽水輸送泵運(yùn)行一段時(shí)間后泵出口壓力急劇下降。停運(yùn)解體檢查發(fā)現(xiàn)泵體密封環(huán)損壞，原因?yàn)槊芊猸h(huán)間隙中卡有顆粒狀雜質(zhì)。重新更換密封環(huán)并對管道進(jìn)行重新沖洗、清理后運(yùn)行正常。（2）運(yùn)行一段時(shí)間后氨逃逸監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常。檢查發(fā)現(xiàn)取樣探頭故障。經(jīng)分析原因?yàn)殄仩t低負(fù)荷時(shí)煙氣中濕度較大，出現(xiàn)凝露，探頭進(jìn)水導(dǎo)致故障。采取了在取樣管路加裝汽水分離器，以去除煙氣中水。（3）霧化空氣流量計(jì)無法指示。檢查發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子式空氣流量計(jì)選擇型式錯誤，經(jīng)重新更換流量計(jì)型式后指示正常。（4）調(diào)試初期發(fā)現(xiàn)個別噴槍流量不均。檢查發(fā)現(xiàn)管道中有遺留雜物引起堵塞。經(jīng)對管道進(jìn)行重新沖洗、清理后各噴槍流量分配正常。（5）升降負(fù)荷時(shí)氮氧化物濃度有時(shí)會大幅波動。經(jīng)分析原因?yàn)闋t前氨水流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)范圍選的過大，與要求的控制精度不相匹配，對調(diào)節(jié)閥流量曲線重新進(jìn)行優(yōu)化后控制正常。（6）室外部分工業(yè)水管路在冬季出現(xiàn)了凍結(jié)。在原有保溫的基礎(chǔ)上增加伴熱電纜后問題得到解決。

6　改造中的注意事項(xiàng)

（1）與原有系統(tǒng)的接口應(yīng)利用機(jī)組檢修等機(jī)會提前安裝或預(yù)留，以方便日后正式接入。（2）北方電廠室外管道應(yīng)做好伴熱和保溫措施，防止冬季管道受凍。（3） 氨逃逸設(shè)備應(yīng)選取與排煙溫度、濕度、煙塵等運(yùn)行參數(shù)相適應(yīng)的產(chǎn)品，選擇合適的安裝位置，必要時(shí)采取煙氣凈化措施，以確保能夠長時(shí)間安全穩(wěn)定運(yùn)行。（4）施工階段應(yīng)落實(shí)好潔凈化施工的各項(xiàng)要求，系統(tǒng)正式投運(yùn)前應(yīng)進(jìn)行徹底的沖洗，確保系統(tǒng)干凈。在重要設(shè)備入口應(yīng)設(shè)置滿足過濾精度的并列雙濾網(wǎng)，以滿足過濾雜質(zhì)和系統(tǒng)清理切換的需要。（5）重要設(shè)備選型時(shí)要關(guān)注調(diào)節(jié)的精度、可靠性等關(guān)鍵指標(biāo)。（6）噴槍的冷卻風(fēng)應(yīng)考慮備用氣源，防止唯一氣源失去后溫度過高，燒壞噴槍。（7）噴槍正式通氨水投運(yùn)前應(yīng)先用水進(jìn)行霧化試驗(yàn)和流量分配試驗(yàn)，以觀察霧化效果和流量分配效果，根據(jù)試驗(yàn)情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。這直接影響氨水用量和脫硝效率。

7　以氨水為還原劑的SNCR技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用前景

以氨水為還原劑的SNCR技術(shù)在寧東電廠2×330MW CFB鍋爐上的應(yīng)用，在西北地區(qū)尚屬第一家，起到了很好的示范效應(yīng)。SNCR技術(shù)由于方便改造，建設(shè)周期短、投資少、無需昂貴且易中毒失效的催化劑等優(yōu)勢，在流化床、中小型電廠改造項(xiàng)目、垃圾焚燒爐和各種工業(yè)鍋爐脫硝中有廣泛的市場。SNCR技術(shù)常用的還原劑有氨水和尿素，與采用尿素相比較，采用氨水具有初投資較小，運(yùn)行費(fèi)用低，自動化程度較高等優(yōu)點(diǎn)。從國華寧東公司的實(shí)際應(yīng)用來看，取得了良好的效果，為大型CFB鍋爐的脫硝改造提供了成功范例，因此以氨水為還原劑的SNCR技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

［1］寧夏國華寧東發(fā)電有限公司CFB鍋爐NOx排放優(yōu)化試驗(yàn)報(bào)告［R］.中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院，2011.

［2］寧夏國華寧東發(fā)電有限公司2×330MW機(jī)組脫硝改造工程可行性研究報(bào)告［R］.浙江百能科技有限公司，2012.

［3］宋連華，劉繼民，許珩，胡安全.循環(huán)流化床鍋爐（CFB）脫硝研究［J］.山東交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2003（02）：78.

［4］中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司.一種空氣冷卻式空氣霧化噴槍［P］.中國：ZL201220241635 .

［5］寧夏國華寧東發(fā)電有限公司#1、#2機(jī)組煙氣脫硝工程驗(yàn)收監(jiān)測報(bào)告［R］.寧夏回族自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測中心站，2013.

［6］寧夏國華寧東發(fā)電有限公司#1、#2爐脫硝系統(tǒng)調(diào)試報(bào)告［R］.中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院，2013.

支衛(wèi)峰（1976-），男，陜西西安人，本科，工程師，研究方向：火力發(fā)電廠生產(chǎn)技術(shù)。