燃煤電廠寬溫催化劑全負(fù)荷脫硝的應(yīng)用研究

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:研究了寬溫催化劑在燃煤電廠的全負(fù)荷脫硝應(yīng)用。該新型SCR寬溫催化劑在設(shè)計煤種條件下35%100%BMCR工況時,脫硝效率不小于85%,氨逃逸率不大于3ppm,SO2/SO3轉(zhuǎn)化率小于1%。研究結(jié)果表明,在100%負(fù)荷工況下,脫硝效率85.31%,氨逃逸率2.30ppm,SO2/SO3轉(zhuǎn)化率0.835%。35%負(fù)荷工況下,脫硝效率85.05%,氨逃逸率2.51ppm。在試驗工況條件下,各項保證參數(shù)均達(dá)到保證值。

關(guān)鍵詞：脫硝;SCR;寬溫;催化劑;全負(fù)荷;

1前言

我國一次能源消費結(jié)構(gòu)以煤為主，2015年能源消費總量43.0億t標(biāo)準(zhǔn)煤，煤炭消費量占能源消費總量的64.0%|1]。中國的一次能源結(jié)構(gòu)決定了我國的電力結(jié)構(gòu)是以煤電為主，2015年底全國火電裝機容量9.9億kWm。

火電廠煤燃燒產(chǎn)生大量的氮氧化物，對環(huán)境保護造成不利的影響。為了降低氮氧化物對環(huán)境的影響，燃煤電廠多采用以選擇性催化還原(SCR)技術(shù)為主的氮氧化物控制技術(shù)。截至2014年底，已投運火電廠煙氣脫硝機組容量約6.87億kW，占全國火電機組容量的75.0%，占全國煤電機組容量的83.2%。

SCR采用的催化劑對煙氣溫度有下限要求，當(dāng)機組負(fù)荷較低(煙氣溫度低于300°C)時，催化劑活性下降，造成脫硝效率下降，氨逃逸率上升，生成硫酸氫銨造成空預(yù)器堵塞，影響機組的安全穩(wěn)定運行。為了避免低負(fù)荷下SCR系統(tǒng)對機組的不利影響，發(fā)電企業(yè)多采取SCR系統(tǒng)低負(fù)荷停止運行的策略。

針對發(fā)電企業(yè)在低負(fù)荷退出SCR系統(tǒng)投運問題，環(huán)境保護部發(fā)文要求，火電廠在何運行負(fù)荷時，都必須達(dá)標(biāo)排放。脫硝系統(tǒng)無法運行導(dǎo)致的氮氧化物排放濃度高于排放限值要求的，應(yīng)認(rèn)定為超標(biāo)排放，并依法予以處罰。使煙溫滿足SCR全負(fù)荷脫硝的常規(guī)措施是對鍋爐/汽輪機進行改造，包括省煤器水側(cè)旁路改造、省煤器煙氣側(cè)旁路改造、省煤器分級改造、汽輪機高壓缸抽汽回?zé)岬燃夹g(shù)。

上述措施費用較高，工期長、對機組的熱效率和穩(wěn)定運行有一定的影響。研究SCR催化劑在低負(fù)荷低煙溫下的適用性，對于解決燃煤電廠全負(fù)荷脫硝有重要意義，本文對新型寬溫催化劑在燃煤電廠的全負(fù)荷脫硝應(yīng)用進行研究。

2燃煤電廠情況

該電廠鍋爐系引進國外技術(shù)，由上海鍋爐廠制造的SG-1025/17.5-M869型亞臨界中間_次再熱控制循環(huán)汽包爐，配用中速磨直吹式制粉系統(tǒng)，固態(tài)排渣，n型布置、單爐膛、平衡通風(fēng)、爐膛四角正反切圓燃燒。噴嘴擺動可調(diào)，燃用易結(jié)渣性煙煤。

爐前布置五臺HP-863型中速磨煤機，每臺磨煤機出口4根煤粉管道接一層燃燒器。在脫硝改造期間同時進行了取消旁路改造、鍋爐低氮燃燒器改造、汽輪機節(jié)能增容改造、干式靜電除塵器高頻電源改造，改造后過熱蒸汽流量由1025t/h擴容到1087t/h。

該機組在2012年進行了脫硝改造，每臺鍋爐安裝兩臺SCR脫硝反應(yīng)器，每個反應(yīng)器安裝了兩層催化劑。機組在2015年進行了超低排放改造，結(jié)合鍋爐低氮燃燒器燃燒調(diào)整，每臺反應(yīng)器安裝兩層新的寬溫催化劑替換原有舊催化劑的方式進行全負(fù)荷脫硝應(yīng)用示范。設(shè)計脫硝入口氮氧化物濃度300mg/Nm3(6%02)，S02/S03轉(zhuǎn)化率不超過1%，氨逃逸率不超過3ppm。

3測量方法

3.1氮氧化物

在SCR反應(yīng)器的入口和出口煙道截面，分別采用等截面網(wǎng)格法布置煙氣取樣點。對SCR脫硝反應(yīng)器的進出口各測點逐點測試，主要測試煙氣中的NO濃度和02含量。將各網(wǎng)格點NOt濃度折成同一氧量下的濃度再進行算術(shù)平均，其結(jié)果為該截面NOt濃度值。

脫硝效率按如下公式計算：

延伸閱讀：

寬溫脫硝催化劑在燃煤電廠全負(fù)荷脫硝中的應(yīng)用

燃煤電廠靈活調(diào)峰寬溫差SCR脫硝催化劑以及超低排放技術(shù)

寬溫差SCR板式脫硝催化劑