田維寬

摘 要：根據(jù)國(guó)家節(jié)能減排的要求，貴州華電大龍發(fā)電有限公司#1、#2機(jī)組在18年前后完成脫硝增容改造。煙氣脫硝采用選擇性催化還原（SCR）工藝，單臺(tái)機(jī)組脫硝催化劑按“3+1”布置，初裝三層，超低改造時(shí)將原備用層安裝一層新催化劑，共計(jì)四層催化劑運(yùn)行，此外還完成引增合一改造。對(duì)脫硝超低技改后可能發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行分析，并在運(yùn)行調(diào)整過(guò)程中進(jìn)行防范。

關(guān)鍵詞：脫硝技改;存在問(wèn)題;防范措施

一、概況

貴州華電大龍發(fā)電有限公司#1、#2爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的自然循環(huán)汽包鍋爐，鍋爐本體呈"∏"型布置，固態(tài)排渣爐、鋼架固定結(jié)構(gòu)、爐膛接近正方形，水平濃淡噴燃器四角布置，設(shè)計(jì)煤種為水城貧煤，但實(shí)際運(yùn)行煤種比較雜。根據(jù)國(guó)家節(jié)能減排部署，公司對(duì)2×300MW機(jī)組在2018年實(shí)施超低排放改造，配套實(shí)施低氮改造和引增合一改造。脫硝工藝采用低氮燃燒（LNB）法 +選擇性催化還原法（SCR）法，鍋爐通過(guò)LNB改造以后，將NOx控制在650mg/Nm3以?xún)?nèi);SCR脫硝裝置在BMCR工況、處理100%煙氣量條件下，按入口NOx濃度650mg/Nm3、出口NOx濃度小于50mg/Nm3設(shè)計(jì)，脫硝效率不小于92.3%，催化劑層數(shù)按4層設(shè)置。針對(duì)脫硝技改后可能發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的防范措施，為確保機(jī)組的安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行提供一定的幫助。

二、脫硝改造后存在的問(wèn)題

1.采用低氮燃燒器，由于燃燒器布置比較集中，爐膛內(nèi)又敷設(shè)衛(wèi)然帶，在燃用高揮發(fā)份、低熔點(diǎn)的煤種時(shí)，鍋爐很容易發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象。

2.根據(jù)脫硝反應(yīng)器的安裝分析，煙氣通過(guò)省煤器后，經(jīng)過(guò)一段水平煙道在從反方向向上流進(jìn)反應(yīng)器前的噴氨格柵，在進(jìn)入反應(yīng)器。煙氣進(jìn)入噴氨格柵前，由于煙氣轉(zhuǎn)彎比較大，大量的飛灰在重力、慣性力的作用下，將會(huì)沉積在省煤器出口處的灰斗和煙道內(nèi)，如省煤器輸灰出力不足或省煤器輸灰系統(tǒng)頻繁發(fā)生故障，不能及時(shí)將積灰輸送走，將會(huì)發(fā)生煙道的堵塞，增加系統(tǒng)的阻力，機(jī)組運(yùn)行出力可能受到影響。

3.安裝脫硝裝置后，在運(yùn)行調(diào)整過(guò)程中，如果未能較好的控制氨氣逃逸量以及SO2的轉(zhuǎn)化率，逃逸的氣態(tài)氨形成硫酸氫銨，在空預(yù)器冷段發(fā)生凝結(jié)，造成空預(yù)器堵塞，運(yùn)行差壓升高，煙氣側(cè)壓差遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)值，造成送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)電耗升高，空預(yù)器換熱效率下降，排煙溫度上升，影響機(jī)組運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性，因此回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器堵灰已成為各電廠普遍存在的問(wèn)題。

4.由于三次風(fēng)燃燒器距離主燃燒區(qū)域較遠(yuǎn)，又布置在燃燒器的上部，目前制粉系統(tǒng)的帶粉情況比較嚴(yán)重，會(huì)造成大量三次風(fēng)燃燒器內(nèi)的煤粉不能充分燃燒、燃盡，造成飛灰可燃物的增加。

三、防范措施

1.防止結(jié)焦措施

1.1加強(qiáng)燃料管理

（1）因煤種的變化是導(dǎo)致結(jié)焦的最主要的原因，特別是燃用灰熔點(diǎn)低、揮發(fā)份相對(duì)較高的煤種，如運(yùn)行調(diào)整未能及時(shí)跟上，使燃煤進(jìn)入爐膛燃燒時(shí)著火提前，粘附在水冷壁上的灰渣較多，傳熱降低使水冷壁處的溫度升高，從而造成壁面結(jié)焦、積渣。因此必須加強(qiáng)燃運(yùn)的配煤摻燒工作，使燃用煤種接近設(shè)計(jì)煤種是防止?fàn)t膛結(jié)焦最重要的措施。

（2）加強(qiáng)燃料配煤摻燒工作，制定《關(guān)于燃煤摻燒的有關(guān)規(guī)定》，要求對(duì)入爐煤進(jìn)行搭配摻燒。尤其是揮發(fā)份高的煤，要與揮發(fā)份低的煤摻燒，使煤種進(jìn)一步接近設(shè)計(jì)煤種。運(yùn)行值長(zhǎng)應(yīng)督促燃運(yùn)加強(qiáng)燃煤混配，保證燃煤揮發(fā)分的相對(duì)穩(wěn)定，燃運(yùn)應(yīng)盡可能將燃煤揮發(fā)份Vad控制在10%～12.5%之間，以保證鍋爐燃燒穩(wěn)定。

1.2 加強(qiáng)運(yùn)行管理

（1）嚴(yán)格執(zhí)行《關(guān)于吹灰的管理規(guī)定》，正常運(yùn)行時(shí)每周五對(duì)鍋爐進(jìn)行一次全程吹灰，如檢查發(fā)現(xiàn)低溫再熱器入口煙氣溫度在700℃（設(shè)計(jì)735℃）以上應(yīng)加強(qiáng)吹灰次數(shù)。

（2）加強(qiáng)清焦工作，對(duì)看火孔、檢查孔的焦，要求隨時(shí)清除。

1.3 加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整

（1）降低爐膛中心煙氣溫度，為使?fàn)t膛中心溫度不能過(guò)高，應(yīng)采取以下方式進(jìn)行調(diào)節(jié);

a合理的使用一、二次風(fēng)，對(duì)燃用揮發(fā)份較高的煤種時(shí)，提高一次風(fēng)速（一次風(fēng)壓控制在6.0Pa以上）和二次風(fēng)壓，延遲煤粉的著火時(shí)間;

b合理分配給粉機(jī)負(fù)荷及盡量采用均等配風(fēng)方式，分散爐膛中心熱負(fù)荷負(fù)荷，降低爐膛中心溫度;

c各值在當(dāng)班期間必須要求化學(xué)專(zhuān)業(yè)在接班后2h內(nèi)將本班的煤質(zhì)揮發(fā)份通知鍋爐主值班員，及時(shí)了解本班入爐煤樣分析情況，根據(jù)煤質(zhì)信息指導(dǎo)鍋爐燃燒調(diào)整，做到超前調(diào)節(jié)。

d值班員必須注意觀察燃燒器的結(jié)焦情況以及冷灰斗的掉焦情況，如發(fā)現(xiàn)燃燒器結(jié)焦多和冷灰斗掉軟焦，應(yīng)及時(shí)調(diào)整燃燒控制結(jié)焦。

（2）保持適當(dāng)?shù)倪^(guò)剩空氣量

當(dāng)煤粉燃燒時(shí)，因?yàn)榭諝夂兔悍鄄豢赡芊浅＞鶆虻慕?/p>

觸。因此，除了必要的空氣量以外，還需要一部分過(guò)量空氣來(lái)彌補(bǔ)。保持一定的過(guò)?？諝庀禂?shù)（空預(yù)器入口氧量控制在4.5～5.0%）。

（3）保持合適的煤粉細(xì)度（R90）和均勻度

根據(jù)煤質(zhì)情況及時(shí)調(diào)整煤粉細(xì)度，燃煤Vad在8.5%以下控制煤粉細(xì)度在4%～5%之間，燃煤Vad在12.5%以下控制煤粉細(xì)度在6%～8%之間， 燃煤Vad在12.5%以上，控制煤粉細(xì)度在8%～12%之間。

2.防止積灰、堵塞

2.1根據(jù)負(fù)荷分配情況，合理調(diào)整入爐煤熱值，負(fù)荷（>250Mw）在高峰期，燃用熱值高（Qnet>18MJ）的煤種，降低燃燒所產(chǎn)生的灰量，緩解省煤器輸灰系統(tǒng)的輸灰壓力。負(fù)荷（<250Mw）在低谷期，燃用熱值偏低（15MJ<Qnet<18MJ）的煤種。

2.2加強(qiáng)省煤器輸灰系統(tǒng)的巡檢和設(shè)備的檢修質(zhì)量，降低輸灰系統(tǒng)的故障停運(yùn)率，使在運(yùn)行過(guò)程中確保省煤器輸灰系統(tǒng)能正常輸灰，

2.3如省煤器輸灰出力不夠，在條件具備情況下，對(duì)省煤器輸灰系統(tǒng)進(jìn)行改造，提高輸灰出力。

2.4通過(guò)提高SCR反應(yīng)器的脫硝效率，并加強(qiáng)對(duì)脫硝運(yùn)行參數(shù)系統(tǒng)的監(jiān)視、定期測(cè)量NOx流場(chǎng)、嚴(yán)格控制氨氣的噴入量的均勻性，將氨氣的逃逸量控制在3.0ppm以?xún)?nèi)，減少氨氣與SO3的反應(yīng)，控制硫酸銨鹽的生成。提高脫硝效率運(yùn)行調(diào)整措施如下：

（1）嚴(yán)格控制反應(yīng)器入口的煙氣溫度，將煙氣溫度控制在330℃～420℃之間，最好讓煙氣溫度接近設(shè)計(jì)值380℃ 。

（2）適當(dāng)降低過(guò)?？諝庀禂?shù)，嚴(yán)格控制入爐煤的水份，適當(dāng)減少煙氣量，起到降低煙氣流速，使氨氣、NOx在反應(yīng)器的停留時(shí)間延長(zhǎng)，并充分反應(yīng)。

（3）加強(qiáng)對(duì)反應(yīng)器的吹灰，減少反應(yīng)器積灰，影響提高催化劑的活性。

（4）每次停機(jī)必須檢查噴氨格柵噴嘴的堵塞情況，發(fā)現(xiàn)有堵塞及時(shí)進(jìn)行處理，確保噴嘴無(wú)堵塞，使氨氣能與煙氣充分的混合。

（5）嚴(yán)格控制入爐煤的硫份，降低SO3的生成量，減少硫酸銨鹽的產(chǎn)生對(duì)反應(yīng)器和空預(yù)器造成堵塞。

（6）額定負(fù)荷下，通過(guò)燃燒調(diào)整將反應(yīng)器入口NOx濃度控制在650mg/Nm3以?xún)?nèi)，減少?lài)姲绷俊?/p>

2.5為進(jìn)一步控制空預(yù)器的堵塞，除了通過(guò)以上調(diào)整方法外，還可以通過(guò)增加暖風(fēng)器技術(shù)、熱風(fēng)再循環(huán)技術(shù)、空預(yù)器升溫技術(shù)和風(fēng)量分切防堵灰技術(shù)進(jìn)行控制。

（1）暖風(fēng)器技術(shù)：鍋爐暖風(fēng)器是利用汽輪機(jī)低壓抽汽加熱空氣預(yù)熱器進(jìn)口空氣的熱交換器。加裝暖風(fēng)器，使進(jìn)入空氣預(yù)熱器的空氣溫度升高，空氣預(yù)熱器壁溫升高，從而可防止低溫腐蝕。

（2）熱風(fēng)再循環(huán)技術(shù)：熱風(fēng)再循環(huán)改造方式是，在空氣預(yù)熱器二次風(fēng)出口處增設(shè)一段風(fēng)道，另一端連接到送風(fēng)機(jī)之前的冷風(fēng)入口處，從預(yù)熱器出口中抽出一部分熱風(fēng)，與入口的冷風(fēng)混合，以提高入口風(fēng)溫，從而提高冷端溫度。

（3）空預(yù)器升溫技術(shù)：空預(yù)器升溫技術(shù)是指在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉單側(cè)空預(yù)器熱二次風(fēng)擋板或單側(cè)送風(fēng)機(jī)停運(yùn)，使單側(cè)空預(yù)器只通煙氣，提升空預(yù)器整體溫度，短時(shí)間提升到硫酸氫銨沸點(diǎn)以上，達(dá)到蒸發(fā)硫酸氫銨的目的。

（4）風(fēng)量分切防堵灰技術(shù)：風(fēng)量分切防堵灰技術(shù)是從空預(yù)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到煙氣側(cè)之前分出一個(gè)風(fēng)倉(cāng)作為循環(huán)風(fēng)倉(cāng)，使原有的三風(fēng)倉(cāng)空預(yù)器變?yōu)樗娘L(fēng)倉(cāng)空預(yù)器，分出的循環(huán)風(fēng)倉(cāng)用風(fēng)道連接，利用循環(huán)風(fēng)機(jī)或高壓熱風(fēng)使空氣在風(fēng)倉(cāng)和風(fēng)道中不斷循環(huán)，循環(huán)風(fēng)在空預(yù)器熱端吸熱，生成300℃左右的熱風(fēng)，熱風(fēng)從下端進(jìn)入空預(yù)器冷端，對(duì)冷端進(jìn)行加熱，釋放熱量，每次循環(huán)完成一次吸放熱的過(guò)程。

3.降低飛灰可燃物

3.1加強(qiáng)對(duì)制粉系統(tǒng)的調(diào)整

（1）嚴(yán)格控制排粉機(jī)的出力，將排粉機(jī)電流控制在45A以?xún)?nèi)，降低制粉系統(tǒng)的通風(fēng)出力，可減少三次風(fēng)的帶粉量。

（2）保持制粉系統(tǒng)的給煤均勻，不能出現(xiàn)頻繁抽分，有利于爐膛燃燒的穩(wěn)定。

（3）加強(qiáng)設(shè)備的巡檢，確保制粉系統(tǒng)鎖氣器動(dòng)作正常，細(xì)粉分離器下粉暢通。

3.2在反應(yīng)器入口NOx<650mg/Nm3的情況下，通過(guò)燃燒調(diào)整進(jìn)一步提高爐膛溫度，使煤粉燃盡。

3.3在停運(yùn)燃燒器時(shí)，盡量不停運(yùn)上層燃燒器，可增強(qiáng)主燃燒區(qū)與三次風(fēng)煤粉的燃燒。

3.4通過(guò)開(kāi)大上層風(fēng)門(mén)的開(kāi)度，使三次風(fēng)煤粉有向下壓的趨勢(shì)，讓主燃燒區(qū)將三次風(fēng)煤粉盡快引燃。

3.5根據(jù)入爐煤煤質(zhì)情況嚴(yán)格控制煤粉細(xì)度如下表：

四、總結(jié)

針對(duì)脫硝技改后存在的問(wèn)題，各電廠必須根據(jù)自身設(shè)備的實(shí)際情況和環(huán)境因素，選擇符合本廠的調(diào)整方法的防堵技術(shù)的使用。根據(jù)運(yùn)行實(shí)際情況和所存在的問(wèn)題，要從設(shè)備的設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行調(diào)整、燃煤摻配等方面分析問(wèn)題，并針對(duì)性的制定相關(guān)的防范措施，確保進(jìn)行脫硝技改后設(shè)備能安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]《大型電站安全及優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)》 中國(guó)電力出版社

[2]《鍋爐設(shè)備運(yùn)行技術(shù)問(wèn)答》中國(guó)電力出版社

[3]《電站鍋爐運(yùn)行與燃燒調(diào)整》中國(guó)電力出版社

[4]《燃煤電廠煙氣脫硝設(shè)備及運(yùn)行》機(jī)械工業(yè)出版社