闞言強

山東王晁煤電集團熱電有限公司

關(guān)于循環(huán)流化床鍋爐脫硝提效改造的實踐

闞言強

山東王晁煤電集團熱電有限公司

闡述了循環(huán)流化床鍋爐在脫硝運行方面存在的問題，通過控制入爐煤顆粒度，改進水平煙道的口徑和角度，增加煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)過實踐應用，得出了成功的經(jīng)驗，環(huán)保達到超低排放要求，節(jié)約了脫硝劑的使用，收到良好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益；這種綜合的改造經(jīng)驗在電站流化床鍋爐方面值得推廣應用。

循環(huán)流化床鍋爐脫硝；提效；改造

1.引言

循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)是近十幾年來迅速發(fā)展的一項高效低污染清潔燃燒技術(shù)，特別在電站領域得到廣泛的商業(yè)應用，相對于煤粉爐來說煤種適應性廣、沒有復雜的制粉系統(tǒng)，特別適用于區(qū)域性熱電聯(lián)產(chǎn)機組，最大的優(yōu)點是NOx的原始排放濃度小，所以一般采用SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)，來滿足日趨嚴格的環(huán)保要求。

山東王晁煤電集團熱電有限公司兩臺濟南鍋爐廠生產(chǎn)的130T/H高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐，采用SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)進行脫硝，20%的氨水作為還原劑，但是在實際運行中脫銷效果不好，處于排放標準要求的上限，稍有波動就出現(xiàn)排放超標現(xiàn)象，一直是困擾生產(chǎn)運行的難題。

2.原因分析

（1）鍋爐運行中負荷70～95%時，流化床溫950～990℃，爐膛上部出口770～800℃，爐膛出口煙氣含氧量5～6%，此時上部雙側(cè)水平煙道的10支氨水噴槍全部投入，尾部NOx的排放折算后濃度為180～200mg/M3，運行工況稍有波動，就會出現(xiàn)超標；尾部煙道省煤器處的催化劑經(jīng)常出現(xiàn)堵塞，催化劑模塊半年就需要再生或更換一次。經(jīng)過分析認為流化床溫與爐膛出口煙溫溫差大，床溫高造成NOx生成濃度高，而爐膛上部出口煙溫低，溫度過低，反應速率很慢，使大量反應劑來不及參與反應，因而降低了脫硝效率，并且增加反應劑逃逸量，造成大量的氨水浪費和二次污染。

（2）流化床溫與爐膛上部出口煙溫溫差大，主要原因燃煤顆粒度不均，小顆粒度的占比例少，爐膛差壓小0.1～1.3KPa，燃燒后煙氣攜帶困難；旋風分離器分離效率低，部分細小顆粒沒有分離出來就被帶到尾部煙道了，導致循環(huán)灰灰量少，返料量下降，返料對于床料的冷卻能力降低，從而導致原有的熱平衡打破，造成流化床的床溫較高，為降低床溫，需要加大風量，從而進一步導致過量空氣系數(shù)增大，能耗上升，最終表現(xiàn)在爐膛上、下部溫差大。

（3）大量使用一次風，一、二次風比例失調(diào)，爐膛內(nèi)富氧燃燒使流化床溫高，且尾部煙氣含氧量增加，致使NOx的排放折算濃度高。

3.解決辦法

（1）控制入爐煤顆粒度。維修輸煤系統(tǒng)的滾筒篩，提高篩分率，減少破碎量以減輕破碎機負擔；制定出定期更換制度，定期更換破碎機的篦子和錘頭，避免超期服役；在破碎機出口增加震動回篩系統(tǒng)，即把破碎過的煤再篩分一遍，使粒徑大于12毫米的煤重新回到破碎機二次破碎，從而保證入爐煤的顆粒度，以便煤顆粒在爐膛內(nèi)充分燃燒，增加爐膛差壓。

（2）提高旋風分離器的分離效率。第一：從加速煙氣入手，提高煙氣進入分離器的切向速度來增加灰顆粒的離心力，這樣灰顆粒更容易分離出來。采用耐火澆筑料和耐熱鋼筋，把水平煙道截面改造成縮口變徑和下傾方向，這樣煙氣流速得以提高，下傾的煙道口更容易分離飛灰顆粒；第二：采用與中心筒同樣材質(zhì)的耐熱合金鋼把中心筒沿高度方向增加100毫米，來保證分離效率的提高。

（3）采用煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，降低尾部煙氣含氧量。其原理是在鍋爐排煙前抽取一部分低溫煙氣直接送入爐內(nèi)，或與一次風或二次風混合后送入爐內(nèi)，這樣不但可降低燃燒溫度，而且也降低了氧氣濃度，進而降低了NOx的原始生成濃度。再循環(huán)煙氣量與不采用煙氣再循環(huán)時的煙氣量之比，稱為煙氣再循環(huán)率。煙氣再循環(huán)率一般控制在10-15%。當采用更高的煙氣再循環(huán)率時，燃燒會不穩(wěn)定，未完全燃燒熱損失會增加。在引風機出口取經(jīng)過除塵的凈煙氣，通過Φ600煙道，利用自身壓差送到一次風機入口，不需要增加加壓風機和控制系統(tǒng)，再由一次風機加壓送入點火風室，根據(jù)鍋爐負荷大小掌握調(diào)節(jié)閥開度控制再循環(huán)煙氣量，達到最佳工況。此舉通過降低一次風的含氧量來降低床溫、降低排放折算系數(shù)。

4.結(jié)論

通過以上幾條改造措施，效果明顯，改造前后各運行數(shù)據(jù)如下表：

負荷煙氣含氧量氨水用量L/H NOx排放mg/M3T/H 120改造前改造后床溫（平均）℃960爐膛出口煙溫（平均）℃790 280 190 120 30 850 840 % 6 3 25

在相同鍋爐負荷的前提下，經(jīng)過改造，鍋爐效率不變，飛灰可燃物未見增加，氨水使用僅相當于改造前的十分之一，而且達到了環(huán)保排放的要求。

在電站循環(huán)流化床鍋爐中普遍存在脫硝效率低，氨水用量高的問題，改造前、后通過報表分析，改造后，使入爐煤顆粒度均勻，燃燒效率提高了，通過煙氣再循環(huán)降低了床溫，爐膛上、下部溫差減小，降低NOx的原始生成，達到超低排放的要求；氨水使用量大幅減少，并能提高了反應效率，從而減小氨的逃逸率，延長尾部SCR催化劑的使用壽命。年節(jié)約氨水約150多萬元，經(jīng)濟效益明顯，環(huán)保效果顯著，是非常值得推廣的脫硝提效改造經(jīng)驗。

［1］GB13223--2011火電廠大氣污染物排放標準［S］.

［2］王恩祿等，低氮燃燒技術(shù)及其在我國燃煤電站鍋爐中的應用［J］.動力工程，2004（24）

闞言強（1975-），男，漢，畢業(yè)于山東科技大學熱能動力工程專業(yè)，高級技師、工程師，現(xiàn)任山東王晁煤電集團熱電有限公司總經(jīng)理，研究方向：電站鍋爐節(jié)能、環(huán)保改造。