淺談650MW超臨界機(jī)組全負(fù)荷脫硝技術(shù)的應(yīng)用

1、淺談650MW超臨界機(jī)組全負(fù)荷脫硝技術(shù)的應(yīng)用摘要：隨著社會開展，工業(yè)排放對環(huán)境產(chǎn)生的影響日趨嚴(yán)重，隨著電廠逐步超低排放改造，污染物排放水平大幅降低，為環(huán)保事業(yè)做出了較大奉獻(xiàn)，尤其是脫硝技術(shù)的應(yīng)用，大大降低了NOX排放量。但目前脫硝系統(tǒng)運(yùn)行中存在一些問題，脫硝催化劑運(yùn)行溫度直接影響脫硝效果，鍋爐低煙溫運(yùn)行階段被迫退出運(yùn)行，不能滿足全負(fù)荷段環(huán)保排放要求，全負(fù)荷脫硝技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)迫在眉睫。20212021年華潤電力常熟3臺機(jī)組均進(jìn)行了省煤器煙氣旁路改造，配合運(yùn)行參數(shù)調(diào)整，在實(shí)際使用中，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組全負(fù)荷脫硝。關(guān)鍵詞：超低排放催化劑運(yùn)行溫度省煤器煙氣旁路全負(fù)荷脫硝中圖分類號：TM62文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編

2、號：1674-098X202110c-0114-02保證燃煤鍋爐全時段、全負(fù)荷的氮氧化物達(dá)標(biāo)排是火電廠電靈活性改造的主要組成局部，目前電站鍋爐的脫硝裝置多項(xiàng)選擇用選擇性催化復(fù)原類，采用的催化劑通常工作溫度范圍在300400之間【1】。超過溫度范圍催化劑將不能發(fā)揮應(yīng)有的作用，由于催化劑效率低，導(dǎo)致NH3逃逸率高，生產(chǎn)硫酸氫氨，導(dǎo)致空預(yù)器甚至催化劑堵塞。公司自20212021年相繼對3臺650MW機(jī)組進(jìn)行省煤器煙氣旁路改造，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的全負(fù)荷段脫硝，降低NOX排放。1脫硝系統(tǒng)運(yùn)行要求脫硝入口煙氣溫度控制目的主要是為了防止氨鹽沉積、防止催化劑燒損失效、保證催化劑活性、減少NH3的逃逸等。脫硝反應(yīng)器入口

3、煙溫低時，NH3與SO3在相對低溫下形成粘性雜質(zhì)氨鹽覆蓋催化劑外表導(dǎo)致其失效。同時NH3的逃逸會在空氣預(yù)熱器處與SO3形成硫酸氫氨，硫酸氫氨在不同的溫度下分別呈現(xiàn)氣態(tài)、液態(tài)、顆粒狀。氣態(tài)或顆粒狀硫酸氫氨會隨著煙氣流經(jīng)預(yù)熱器，不會對預(yù)熱器產(chǎn)生影響。但液態(tài)硫酸氫氨會與煙氣中的飛灰粒子相結(jié)合，附著于預(yù)熱器傳熱元件上形成融鹽狀的積灰，造成預(yù)熱器的腐蝕、堵灰等，進(jìn)而影響預(yù)熱器的換熱及機(jī)組的正常運(yùn)行【2】。2系統(tǒng)概述本期工程再熱器系統(tǒng)全部采用對流受熱面，煙氣量的變化對于蒸汽溫度變化較敏感，因此尾部煙道采用調(diào)節(jié)擋板調(diào)節(jié)再熱器汽溫，原設(shè)計(jì)方案尾部煙道分為前煙道和后煙道，其中前煙道布置有低溫再熱器和省煤器，后煙

4、道布置有低溫過熱器和省煤器。考慮到尾部布置空間和受熱面布置形式，抽煙口選取在后煙道轉(zhuǎn)向室使得脫硝入口煙氣溫度提高，到達(dá)脫硝可以平安投運(yùn)。系統(tǒng)主要流程為從后煙道轉(zhuǎn)向室處抽取高溫?zé)煔猓诿撓跞肟跓煹肋M(jìn)行混合，提上下負(fù)荷脫硝入口的煙氣溫度。旁路煙道上加裝膨脹節(jié)、關(guān)閉擋板、調(diào)節(jié)擋板進(jìn)行煙氣流量的調(diào)節(jié)。3系統(tǒng)使用效果鍋爐過、再熱煙氣擋板控制要求為：機(jī)組負(fù)荷在75%以上負(fù)荷情況下，按照累加值不小于120%開度為限；小于75%額定負(fù)荷，按照累加值不得低于90%開度為限，負(fù)荷低于50%額定負(fù)荷，按照累加值不得低于70%開度為限。按此控制原那么，當(dāng)機(jī)組降低負(fù)荷時，出現(xiàn)SCR入口煙氣溫度低于315時，逐步投入省煤

5、器煙氣旁路，使得局部煙氣旁路鍋爐尾部受熱面直接進(jìn)入SCR入口。當(dāng)旁路煙氣擋板全開情況下，如果脫硝入口溫度仍未到達(dá)脫硝投入溫度，可關(guān)小過、再熱煙氣擋板，增大旁路煙氣量來提高脫硝入口煙溫。該廠機(jī)組負(fù)荷調(diào)整范圍為300650MW，日常脫硝系統(tǒng)滿足煙溫要求。在機(jī)組停運(yùn)過程中，逐步關(guān)小再熱器和過熱器擋板總和，控制開度總和70%90%之間，在單臺磨煤機(jī)運(yùn)行情況下，SCR入口煙氣溫度滿足脫硝催化劑運(yùn)行需要。實(shí)際使用中，SCR入口煙氣溫度最低值達(dá)308.9，最高值351.3。此處本卷須知如下：1隨著鍋爐燃燒率的變化，脫硝入口氧量的波動，導(dǎo)致SCR入口NOX濃度值變化較大，不利于噴氨自動調(diào)節(jié)，可采用手動干預(yù)的方

6、式進(jìn)行調(diào)整。2因鍋爐尾部布置的低再的蒸汽溫度低于低過的蒸汽溫度，節(jié)流鍋爐煙氣擋板的時候可采用再熱器小開度，過熱器相對大開度的方式，更加利于提高SCR入口煙溫。機(jī)組整套啟動過程中，該廠采用半側(cè)風(fēng)組啟動方式，啟動階段鍋爐風(fēng)量較小，且不存在引風(fēng)機(jī)搶風(fēng)問題，可節(jié)流鍋爐過熱器、再熱器煙氣擋板總和至50%70%，此時開啟省煤器煙氣旁路擋板，投入運(yùn)行。鍋爐點(diǎn)火后，隨著鍋爐熱負(fù)荷的升高，局部溫度相對較高的煙氣旁路鍋爐尾部受熱面，直接進(jìn)入SCR反應(yīng)器入口，逐步提高此處煙溫。此種操作方式有以下優(yōu)點(diǎn)：1隨著熱負(fù)荷升高，逐步提高SCR反應(yīng)器入口煙溫，以期并網(wǎng)前到達(dá)噴氨投入溫度；2低NOX燃燒器改造后，煤粉在爐內(nèi)燃燒過

7、程變長，導(dǎo)致在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)時，主、再熱蒸汽溫度過高，超過設(shè)計(jì)沖轉(zhuǎn)溫度。采用此方式后，局部高溫?zé)煔馀月肺膊康瓦^和低再區(qū)域，蒸汽在此處吸熱量降低，更加利于控制沖轉(zhuǎn)時的蒸汽溫度；3局部高溫?zé)煔膺M(jìn)入脫硝反應(yīng)區(qū)后進(jìn)入空預(yù)器入口，空預(yù)器進(jìn)口煙溫的提高，會進(jìn)一步提高空預(yù)器出口一、二次風(fēng)的溫度，對于啟動階段的爐內(nèi)著火條件的改善及燃料的燃盡是有利的。該廠采用單臺磨煤機(jī)啟動沖轉(zhuǎn)及發(fā)電機(jī)并網(wǎng)，磨煤機(jī)啟動后，煤粉燃燒階段的火焰中心相比燃油燃燒更高，更加利于鍋爐水平煙道處的煙溫提高。在汽輪機(jī)中速暖機(jī)結(jié)束后，并入備用側(cè)風(fēng)組，此時節(jié)流鍋爐尾部煙氣擋板總和至70%90%，并配合除氧器加熱蒸汽量增加，鍋爐上水溫度可達(dá)140160

8、，更加利于提高脫硝反應(yīng)區(qū)入口煙溫，在并網(wǎng)前反應(yīng)區(qū)入口煙溫最低可達(dá)318，最高值達(dá)336.1。具備噴氨投入條件。4煙氣旁路使用時本卷須知煙氣旁路本身抽取高溫?zé)煔饬枯^小，且風(fēng)道阻力較大，尤其當(dāng)鍋爐煙氣量較小時單獨(dú)使用煙氣旁路效果有限，需根據(jù)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況和爐膛負(fù)壓調(diào)整情況，關(guān)小鍋爐尾部煙道調(diào)溫?fù)醢?，增加尾部煙道的煙氣阻力，視更多的高溫?zé)煔饨?jīng)省煤器煙氣旁路煙道進(jìn)入SCR反應(yīng)區(qū)，到達(dá)提高煙溫的目的。解列煙氣擋板過程中，關(guān)小再熱器側(cè)煙氣擋板的效果更佳明顯。機(jī)組啟動階段，使用省煤器煙氣旁路提高SCR反應(yīng)區(qū)入口煙溫的過程中，配合給水溫度的提高，減少鍋爐尾部煙道省煤器區(qū)域的吸熱，可起到較好的效果。機(jī)組并網(wǎng)后，

9、隨著機(jī)組初負(fù)荷的增加及汽輪機(jī)切缸后增加負(fù)荷，機(jī)組蒸汽量的增加較快，而此時鍋爐燃燒率的增加幅度有限，會出現(xiàn)在此階段SCR反應(yīng)區(qū)入口煙溫出現(xiàn)降低的情況，此時除增加鍋爐燃燒外，還需盡快投入高加系統(tǒng)，進(jìn)一步提高鍋爐給水溫度，以保證脫硝催化劑入口煙氣溫度到達(dá)運(yùn)行需要。機(jī)組啟停階段，燃燒率變化幅度較大時，會出現(xiàn)反應(yīng)器入口NOX濃度變化較大。且鍋爐氧量波動大時，導(dǎo)致修正后的NOX濃度波動，此階段會短時間出現(xiàn)脫硝排放不滿足要求的情況。此時應(yīng)及時進(jìn)行手動干預(yù)噴氨調(diào)閥，保證煙囪處NOX排放值滿足要求。5結(jié)語本工程通過采用旁路煙道的方式可以提上下負(fù)荷脫硝裝置入口煙氣溫度，保證足夠的煙氣溫度余量，保證在全負(fù)荷工況下脫硝裝置能平安、穩(wěn)定運(yùn)行。華潤電力常熟積極探索超低排放技改之路