孫忠雨

摘要：600MW燃煤機(jī)組采用新型中心濃淡低氮燃燒器技術(shù)，結(jié)合脫硝噴氨改造，煙囪入口NOX達(dá)到超凈排放改造預(yù)期效果。

Abstract： The 600MW coal-fired unit adopts the new type of concentrated and low-nitrogen burner technology. Combined with denitrification and ammonia spraying system， the NOX in the chimney entrance achieves the expected effect of ultra clean emission.

關(guān)鍵詞：燃煤機(jī)組；改造；低氮燃燒器；噴氨系統(tǒng)

Key words： coal-fired unit；transformation；low-nitrogen burner；ammonia spraying system

中圖分類號(hào)：TK223.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）35-0131-03

0 引言

平圩發(fā)電公司#1、#2機(jī)組始建于1984年，兩臺(tái)機(jī)組分別于1989年和1992年投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。平圩發(fā)電公司公司按照國(guó)家和安徽省大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃，在2016年9月利用機(jī)組檢修時(shí)間進(jìn)行進(jìn)行超低排放改造，采用新型低氮燃燒器結(jié)合噴氨系統(tǒng)改造，改造后2臺(tái)機(jī)組煙囪入口NOX濃度≤50mg/Nm3。

1 改造前設(shè)備

1.1 鍋爐燃燒器

平圩發(fā)電為典型的美國(guó)CE型式，采用單爐膛、單汽包、強(qiáng)制循環(huán)、懸掛式露天布置鍋爐，鍋爐構(gòu)架為全鋼焊接式，爐膛標(biāo)高72.37m，爐膛寬度為16.54m，深度為16.43m，近正方形斷面。采用膜式水冷壁結(jié)構(gòu)。爐膛四角各裝一組擺動(dòng)燃燒器，每組燃燒器共有6支煤粉燃燒器，一個(gè)上端部空氣風(fēng)室，3個(gè)油風(fēng)室，2個(gè)中部空氣風(fēng)室，1個(gè)下端部空氣風(fēng)室，每組燃燒器原設(shè)計(jì)采用三只用蒸汽霧化的油槍點(diǎn)火。燃燒器可上下擺動(dòng)30度，以調(diào)節(jié)汽溫。

在2004年底結(jié)合鍋爐熱偏差改造對(duì)燃燒器進(jìn)行了反切改造。熱偏差改造總體技術(shù)方案燃燒器噴嘴的相對(duì)位置及數(shù)量保持與原設(shè)計(jì)不變。內(nèi)容如表1。

1.2 脫硝系統(tǒng)

2013年對(duì)一期工程兩臺(tái)機(jī)組加裝了煙氣SCR脫硝裝置，采用選擇性催化還原法（SCR）的方式。SCR還原劑為尿素。SCR入口NOX濃度按350mg/Nm3考慮，SCR裝置現(xiàn)裝設(shè)2層催化劑，電廠擬進(jìn)行脫硝改造，加裝預(yù)留層催化劑，脫硝改造后預(yù)期出口NOX濃度為50mg/Nm3，NOX的脫除率不低于86%。

2 低氮排放改造主要項(xiàng)目

2.1 #1鍋爐燃燒器改造

主燃燒器風(fēng)箱尺寸不變，煤粉燃燒器由水平濃淡燃燒器改為M-PM中心濃淡燃燒器。

一二次風(fēng)率不變，二次風(fēng)層間配比重新進(jìn)行分配，替換原二次風(fēng)噴口。

取消二層過燃風(fēng)燃燒器，新增兩組SOFA燃燒器，SOFA在總風(fēng)量中占比30-35%（見表2）。

2.2 #1鍋爐脫硝系統(tǒng)改造

保留原有二層催化劑，下方增加第三層催化劑，同時(shí)加裝聲波吹灰系統(tǒng)。

原脫硝系統(tǒng)中配備電加熱裝置對(duì)進(jìn)入熱解爐的熱一次風(fēng)進(jìn)行加熱，系統(tǒng)電耗較大。本次改造新增煙氣加熱熱一次風(fēng)裝置。由高再出口抽取高溫?zé)煔馓娲娂訜崞鲗?duì)進(jìn)入熱解爐的熱一次風(fēng)進(jìn)行加熱，電加熱器僅在機(jī)組啟停和低負(fù)荷時(shí)投運(yùn)。

2.3 #2鍋爐燃燒器改造

#1鍋爐燃燒器改造后出現(xiàn)飛灰含碳上升趨勢(shì)，#2爐保留兩層G、H層過燃風(fēng)。#2鍋爐2017年6月底運(yùn)行后，飛灰含碳月均值1.0%，優(yōu)于#1鍋爐1.5%，見表3。

2.4 #2鍋爐脫硝系統(tǒng)改造

在#1鍋爐脫硝系統(tǒng)改造內(nèi)容基礎(chǔ)上，#2鍋爐脫硝對(duì)噴氨格柵系統(tǒng)和SCR進(jìn)口煙氣導(dǎo)流板進(jìn)行了優(yōu)化。

噴氨格柵系統(tǒng)優(yōu)化：將單反應(yīng)器的噴氨格柵管路由原來的10組（2*5）增加至20組（2*10），每組管路的噴氨量由入口小母管上的手動(dòng)閥控制，小母管通過聯(lián)箱分為2根支管伸入煙道，每根支管上設(shè)有6個(gè)內(nèi)徑為22mm的小噴嘴，這種噴氨格柵結(jié)構(gòu)在煙道深度方向上分2排，在寬度方向上分為10個(gè)獨(dú)立的控制分區(qū)，具備寬度和濃度雙向調(diào)節(jié)功能。

SCR進(jìn)口煙氣導(dǎo)流板優(yōu)化：修前按照1：1的比例建立原始SCR三維幾何模型，并進(jìn)行了CFD數(shù)值模擬計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)AIG結(jié)構(gòu)與布置進(jìn)行優(yōu)化。（圖1-圖4）

3 改造效果分析

表4為#1、#2機(jī)組改造前后相關(guān)參數(shù)比對(duì)。

由表可見，改造后#2爐SCR入口NOX較#1爐降幅大，說明保留原G/H層過燃風(fēng)不僅利于控制飛灰含碳，也有利于減少爐內(nèi)NOX生成。

改造后，#1爐脫硝在尿素用量沒有增加的情況下，SCR出口<30mg/m3。#2爐優(yōu)于#1鍋爐后，尿素溶液用量平均減小0.1T/H，每年節(jié)約尿素約400噸（按300天計(jì)）。這應(yīng)歸功于噴氨格柵系統(tǒng)及導(dǎo)流板優(yōu)化，經(jīng)過優(yōu)化，煙氣及氨液在煙道截面上的分布趨于均勻，有利于充分混合反應(yīng)。

脫硝系統(tǒng)增加第三層催化劑層，增加煙氣阻力約150Pa，引風(fēng)機(jī)電耗率略有上升，廠用電率增加0.031%。夏季工況，引風(fēng)機(jī)接近出力上限。

熱解爐煙氣加熱器替代電加熱器，煙氣脫硝熱解爐電加熱器只在機(jī)組啟動(dòng)和低負(fù)荷時(shí)投運(yùn)。脫硝電加熱器功率為998kWh，按年節(jié)約廠用電按300天運(yùn)行時(shí)間，發(fā)電量30億kWh，年節(jié)約電加熱器用電569（萬度），廠用電率下降0.189%。

改造后煙囪入口均值見表5，#1機(jī)組為19.3mg/m3，#2機(jī)組為13.7mg/m3。

4 結(jié)論

燃燒器低氮改造應(yīng)重視兼顧飛灰含碳控制?！切蜖t布置緊湊，燃程短，中心濃淡燃燒器應(yīng)用上應(yīng)注意配置過燃風(fēng)。

噴氨格柵系統(tǒng)及導(dǎo)流板優(yōu)化能有效降低氨消耗量，氨逃逸率相應(yīng)降低，對(duì)空預(yù)器防堵意義重大。

脫硝催化劑層增加應(yīng)考慮夏季引風(fēng)機(jī)出力問題，以免出現(xiàn)負(fù)荷受限情況。

由煙氣換熱器替代電加熱器熱解尿素，節(jié)能效果顯著。

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