2023年火電廠SCR脫硝全負(fù)荷運(yùn)行改造技術(shù)方案討論

PAGEPAGE8火電廠SCR脫硝全負(fù)荷運(yùn)行改造技術(shù)方案討論針對(duì)國家新環(huán)保法及火電廠大氣污染物排放新標(biāo)準(zhǔn)的公布和實(shí)施，火電廠環(huán)保設(shè)施的節(jié)能減排升級(jí)改造工作勢(shì)在必行。本文就火電廠脫硝全負(fù)荷運(yùn)行改造技術(shù)路線進(jìn)行討論，為脫硝改造提供技術(shù)參考。一、概述2021年7月1日國家新的火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施；2021年總理工作報(bào)告中提出“推進(jìn)火電廠超低排放改造〞；環(huán)保部要求在?煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)方案〔2021-2021年〕?〔發(fā)改能源〔2021〕2093號(hào)〕的根底上，進(jìn)行“提速擴(kuò)圍〞，2021年前完成所有機(jī)組的超低排放改造。短短一年多的時(shí)間里，發(fā)生了NOX排放限值由450mg/Nm3降至100mg/Nm3，再降至50mg/Nm3的巨大變化。隨著國家環(huán)保監(jiān)管政策的日趨嚴(yán)格，2021年6月19日環(huán)保部?關(guān)于火電廠SCR脫硝系統(tǒng)在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行情況下NOX排放超標(biāo)有關(guān)問題的的復(fù)函?〔環(huán)函〔2021〕143號(hào)〕，要求火電廠在任何運(yùn)行負(fù)荷時(shí)，都必須達(dá)標(biāo)排放，SCR脫硝系統(tǒng)全負(fù)荷工況運(yùn)行改造勢(shì)在必行。二、主要工藝路線選擇1、主要改造工藝方案簡(jiǎn)介提高SCR入口煙氣溫度主要是要減少SCR前煙氣的放熱量，目前在國內(nèi)應(yīng)用的方法主要是設(shè)置省煤器的煙氣旁路、設(shè)置省煤器給水旁路、省煤器分級(jí)改造、提高機(jī)組低負(fù)荷給水溫度和省煤器熱水再循環(huán)改造等方法?！?〕加裝省煤器煙道旁路省煤器煙道旁路即在省煤器入口前加裝煙道將高溫?zé)煔庖鏊腿隨CR系統(tǒng)入口煙道。省煤器旁路煙道上裝有擋板，以調(diào)節(jié)SCR系統(tǒng)入口高溫?zé)煔饬?；在省煤器出口與旁路煙道間設(shè)置擋板，以提高省煤器系統(tǒng)煙氣阻力，提上下負(fù)荷下SCR系統(tǒng)入口高溫?zé)煔饬髁?。在鍋爐高負(fù)荷工況下，省煤器煙氣旁路擋板關(guān)閉；鍋爐低負(fù)荷工況下，煙氣溫度低于催化劑最低噴氨溫度時(shí)，翻開旁路擋板讓鍋爐煙氣不經(jīng)省煤器降溫而直接進(jìn)入SCR脫硝裝置，以獲得充足的高溫?zé)煔狻Ｔ摲椒軌蚪鉀Q低負(fù)荷下不能投運(yùn)SCR脫硝裝置的難題，但以犧牲省煤器內(nèi)給水換熱量和鍋爐效率為代價(jià)。該方法煙氣溫度調(diào)節(jié)幅度為20-40℃，且對(duì)煙氣擋板可靠性要求很高，工程投資較小。省煤器旁路改造要求進(jìn)入反響器第一層催化劑前高溫?zé)煔馀c低溫?zé)煔庖旌暇鶆颉Ｔ诳臻g允許的情況下，高溫?zé)煔饨尤朦c(diǎn)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離催化劑層，盡可能布置在噴氨格柵和靜態(tài)混合氣的上游，可以通過噴氨格柵和靜態(tài)混合氣增加擾動(dòng)，促進(jìn)冷、熱煙氣的混合。該措施的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單，增加設(shè)備較少，但也有明顯的缺點(diǎn)，煙氣旁路在低負(fù)荷投運(yùn)時(shí)提高了省煤器的出口溫度，使空預(yù)器排煙溫度上升，影響鍋爐經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)計(jì)算排煙溫度每增加1℃，鍋爐熱效率會(huì)降低0.5%。此外機(jī)組高負(fù)荷撤出旁路時(shí)由于省煤器進(jìn)口煙氣溫度較高，旁路煙道擋板在高溫下容易發(fā)生變形，從而產(chǎn)生內(nèi)漏，同樣也會(huì)造成排煙溫度升高，從而影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。〔2〕設(shè)置省煤器給水旁路省煤器給水旁路的方法是將省煤器的進(jìn)口集箱以前直接將局部給水管路與省煤器出口集箱間短路，引至下降管。給水旁路在低負(fù)荷時(shí)通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)旁路給水流量，使省煤器進(jìn)水量減少來降低省煤器的吸熱，使省煤器出口煙氣溫度提高，到達(dá)噴氨所需的煙氣溫度。該方案的實(shí)施也較為簡(jiǎn)單，但是此種方法對(duì)煙溫的調(diào)節(jié)有限，根據(jù)相關(guān)計(jì)算，在最大和最小旁路水量工況之間，煙溫調(diào)節(jié)10℃，省煤器內(nèi)水工質(zhì)溫度會(huì)增加60℃，因此省煤器內(nèi)工質(zhì)溫度對(duì)煙氣溫度變化比擬敏感，較高的工質(zhì)出口溫度降逼近甚至超過工質(zhì)的飽和溫度。因此該措施容易導(dǎo)致省煤器內(nèi)工質(zhì)沸騰工況而影響機(jī)組平安運(yùn)行。此外，該措施需要根據(jù)省煤器給水量的變化分析、計(jì)算省煤器內(nèi)水動(dòng)力平安性的影響。同時(shí)添加給水旁路后勢(shì)必會(huì)造成省煤器內(nèi)給水管路溫度大幅增加，還需要對(duì)給水管路進(jìn)行溫度和強(qiáng)度校核?！?〕省煤器分級(jí)改造省煤器分級(jí)改造，考慮將脫硝裝置的煙氣抽取點(diǎn)由原來的省煤器出口改為省煤器管組間抽取，以提高進(jìn)入脫硝裝置的煙氣溫度，即省煤器需要進(jìn)行分級(jí)改造，將局部受熱面移至脫硝反響器后，這樣既可滿足脫硝裝置的運(yùn)行煙溫要求，又不至于使排煙溫度升高和降低鍋爐熱效率。該方案特點(diǎn)是技術(shù)改造較復(fù)雜，要考慮空間位置和載荷，需要準(zhǔn)確計(jì)算防止SCR入口煙氣溫度超過催化劑上、下限溫度。這種方法煙溫調(diào)節(jié)幅度20-40℃，對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性無影響，但工程投資較大，鍋爐改造和撤除工作量較大。〔4〕熱水再循環(huán)系統(tǒng)熱水再循環(huán)系統(tǒng)取自下降管，經(jīng)過再循環(huán)泵到省煤器入口，通過采用熱水再循環(huán)系統(tǒng)可以提高省煤器入口的給水溫度，從而提高機(jī)組低負(fù)荷工況下安裝在省煤器后的SCR裝置的入口煙氣溫度，使SCR在機(jī)組低負(fù)荷工況下仍能處于正常運(yùn)行的溫度區(qū)間，提高機(jī)組低負(fù)荷下SCR的投入率。這種方法特點(diǎn)是再循環(huán)系統(tǒng)中需要加一臺(tái)爐水再循環(huán)泵，另外還需要加假設(shè)干閥門，能提供較大的溫度調(diào)節(jié)范圍，一般不用于機(jī)組高負(fù)荷，對(duì)鍋爐效率影響較小，在機(jī)組低負(fù)荷工況下比擬容易控制SCR入口煙氣溫度，但與設(shè)置省煤器給水旁路措施一樣，所有負(fù)荷工況下省煤器的出口給水溫度必須低于飽和溫度，且對(duì)鍋爐水動(dòng)力平安性的影響需要分析計(jì)算?！?〕省煤器流量置換系統(tǒng)省煤器流量置換系統(tǒng)是增加省煤器給水旁路和省煤器熱水再循環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以進(jìn)一步減少省煤器的吸熱量，從而提高SCR入口煙氣溫度，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷較高時(shí)，可先利用給水旁路系統(tǒng)進(jìn)行煙氣溫度調(diào)節(jié)，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷進(jìn)一步下降，給水旁路無法滿足要求的前提下，開啟省煤器熱水再循環(huán)系統(tǒng)，可進(jìn)一步提高省煤器出口煙氣溫度，對(duì)煙氣溫度的調(diào)節(jié)范圍較大。這種方法對(duì)煙氣溫度的調(diào)節(jié)幅度為20-50℃，需要通過熱力計(jì)算確定不同負(fù)荷下的流量置換旁路。同樣，該措施方法也面臨著省煤器內(nèi)工質(zhì)沸騰的平安運(yùn)行問題。此外還可以采取提上下負(fù)荷給水溫度的方法，這種方法投資大，技術(shù)系統(tǒng)復(fù)雜，同時(shí)對(duì)不同的汽輪機(jī)采取的抽取蒸汽加熱給水的做法不一樣，且需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行熱量核算，工藝系統(tǒng)較繁瑣。三、改造工藝方案選擇原那么鑒于鍋爐脫硝SCR催化劑設(shè)計(jì)正常工作溫度范圍以及催化劑允許使用上下限溫度范圍，即下限溫度為310℃，上限溫度為420℃，溫度差為110℃。根據(jù)實(shí)際對(duì)應(yīng)負(fù)荷試驗(yàn)來校核，確定SCR入口煙氣溫度范圍，且留有一定裕量〔5-10℃〕。技術(shù)措施應(yīng)能夠保證機(jī)組大負(fù)荷下SCR入口煙氣溫度不超過催化劑的最高使用溫度420℃，機(jī)組低負(fù)荷下SCR入口煙氣溫度不低于催化劑的最低使用溫度310℃。改善SCR入口煙氣溫度工藝方案的選擇除應(yīng)考慮“技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠、對(duì)原有設(shè)施影響小〞等因素外，尚應(yīng)結(jié)合機(jī)組的實(shí)際情況，著重考慮如下因素：〔1〕在確保煙氣SCR入口溫度達(dá)標(biāo)的情況下，盡量降低系統(tǒng)投資及運(yùn)行本錢?！?〕不產(chǎn)生新的污染物和其它不利因素。以上由搜集整理，更多關(guān)于“火電廠SCR脫硝全負(fù)荷運(yùn)行改造技術(shù)方案討論〞等建筑方面知識(shí)可以關(guān)注行業(yè)欄目?！耙稽c(diǎn)建設(shè)通，中標(biāo)很輕松〞。內(nèi)容總結(jié)

〔1〕火電廠SCR脫硝全負(fù)荷運(yùn)行改造技術(shù)方案討論

針對(duì)國家新環(huán)保法及火電廠大氣污染物排放新標(biāo)準(zhǔn)的公布和實(shí)施，火電廠環(huán)保設(shè)施的節(jié)能減排升級(jí)改造工作勢(shì)在必行

〔2〕火電廠SCR脫硝全負(fù)荷運(yùn)行改造技術(shù)方案討論

針對(duì)國家新環(huán)保法及火電廠大氣污染物排放新標(biāo)準(zhǔn)的公布和實(shí)施，火電廠環(huán)保設(shè)施的節(jié)能減排升級(jí)改造工作勢(shì)在必行

內(nèi)容總結(jié)

（1）火電廠SCR脫硝全負(fù)荷運(yùn)行改造技術(shù)方案討論

針對(duì)國家新環(huán)保法及火電廠大氣污染物排放新標(biāo)準(zhǔn)的公布和