350ＭＷ超臨界CFB脫硫脫硝一體化協(xié)同控制研究

大氣網(wǎng)訊:0引言

350MW超臨界CFB鍋爐在300MW級(jí)亞臨界鍋 爐的基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量?jī)?yōu)化， 如爐膛伸縮比優(yōu)化、 高位二次風(fēng)技術(shù)、 多并聯(lián)擴(kuò)展水冷屏技術(shù)、 布風(fēng)板 分區(qū)技術(shù)、 爐前均勻連續(xù)給煤技術(shù)等, NOx及SO2的原始排放值大大降低， 特別是煙氣中的NOx含量， 在不投入尿素、 液氨等還原劑的前提下， 原始排放可以達(dá)到50mg/Nm³以下， 這就為脫硫系統(tǒng)、 脫硝系統(tǒng)的一體化協(xié)調(diào)控制創(chuàng)造了多種匹配的研究方案。 本文主要就爐內(nèi)輸入石灰石對(duì)NOx原始排放的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究， 并在此基礎(chǔ)上通過調(diào)整爐內(nèi) 石灰石用量、SNCR系統(tǒng)尿素用量、 尾部濕法脫硫系統(tǒng)設(shè)備投用率， 實(shí)現(xiàn)最佳的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。

1實(shí)驗(yàn)過程

1.1實(shí)驗(yàn)煤種及石灰石

本次實(shí)驗(yàn)煤種采用設(shè)計(jì)煤種， 如表1所列。

石灰石的數(shù)據(jù)如表２所列 。

1.2實(shí)驗(yàn)測(cè)點(diǎn)

試驗(yàn)測(cè)量項(xiàng)目、測(cè)點(diǎn)位置均依據(jù)ASMEPTC4、 ASMEPTC4.3等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定，鍋爐性能考核試驗(yàn) 所有測(cè)點(diǎn)如下。

煙氣取樣測(cè)點(diǎn)：布置在空氣預(yù)熱器進(jìn)口煙道、 布袋除塵器進(jìn)口煙道， 空氣預(yù)熱器進(jìn)口煙道每側(cè)12個(gè)測(cè)孔， A、B空預(yù)器共24個(gè)測(cè)孔；布袋除塵器進(jìn) 口煙道每側(cè)為4個(gè)測(cè)孔， A、 B布袋除塵器共8個(gè)測(cè) 孔。

煙氣溫度測(cè)點(diǎn)：布置在空氣預(yù)熱器進(jìn)口煙道、 布袋除塵器進(jìn)口煙道，同煙氣取樣測(cè)點(diǎn)共用。

氣溫度測(cè)點(diǎn)：布置在空氣預(yù)熱器進(jìn)口風(fēng)道， 一次風(fēng)道每側(cè)兩個(gè)測(cè)孔， A、 B一次風(fēng)道共4個(gè)測(cè)孔； 二次風(fēng)道每側(cè)兩個(gè)測(cè)孔， A、 B二次風(fēng)道共4個(gè)測(cè)孔。

環(huán)境溫度壓力測(cè)點(diǎn)：在送風(fēng)機(jī)入口附近避風(fēng)遮陽處。

1.3實(shí)驗(yàn)儀器和方法

實(shí)驗(yàn)的主要儀器儀表均由西安熱工研究院有限公司提供， 煙氣分析儀器在每次試驗(yàn)前后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定和校核。 主要儀器儀表如表3所列。

實(shí)驗(yàn)過程中， 保持給煤均勻, 調(diào)整上下二次 風(fēng)的風(fēng)量在合適的位置，上層二次風(fēng)門開度在 50% - 70%, 下層80%- 100%, 保持爐內(nèi)平均床溫在850屯左右。

煙氣成分測(cè)扯， 分別在空預(yù)器、 布袋除塵器 進(jìn)口煙道按照網(wǎng)格法規(guī)定逐點(diǎn)測(cè)量煙氣成分含量， 以此獲得截面煙氣成分代表點(diǎn)， 在代表點(diǎn)處采用取樣管抽取煙氣樣品， 抽取的煙氣樣品引至特制的煙 氣混合器進(jìn)行預(yù)處理。 然后將煙氣樣品引至德國(guó)M&C公司生產(chǎn)的煙氣前處理裝置清潔、 除濕、 冷卻后接入ROSEMOUNT公司生產(chǎn)的NGA2000型煙氣 分析儀。 典型的煙氣取樣分析系統(tǒng)如圖l。 煙氣成 分分析的主要項(xiàng)目有：O2、 CO、 CO2 、NO, NGA2000型煙氣分析儀具有輸出電流信號(hào)的功能， 再輔之以IMP分散式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， 煙氣成分分析數(shù)據(jù)采樣周期為2s, 可對(duì)試驗(yàn)工況內(nèi)煙氣成分實(shí) 現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

空預(yù)器進(jìn)口煙氣中NOx的濃度(6%O2 , 標(biāo)態(tài)，干基）按式（1）計(jì)算：

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1石灰石投運(yùn)對(duì)NOx生成的影響

試驗(yàn)選擇在江蘇華美熱電公司#2號(hào)鍋爐進(jìn)行， 在機(jī)組360 MW負(fù)荷時(shí)，逐漸投運(yùn)石灰石， 觀察石灰石投運(yùn)對(duì)鍋爐出口NO,的影響, 試驗(yàn)結(jié)果如表4 所列。

2.2石灰石頻率和NOx的關(guān)系

為了更直觀地體現(xiàn)石灰石給料量和NOx的關(guān)系， 通過曲線圖來表示，具體如圖2所示。

從圖2可以看出，在不投入石灰石時(shí)，NOx的 排放較低在50mg/Nm³左右，隨著石灰石給料量增加，NOx呈現(xiàn)總體上升的趨勢(shì)，在石灰石量低于3 t/h時(shí)，增長(zhǎng)速度較緩慢；石灰石量高千4t/h時(shí)， 增長(zhǎng)速度急劇上升。

3脫硫系統(tǒng)、脫硝系統(tǒng)的一體化協(xié)調(diào)控制

本項(xiàng)目在單臺(tái)350 MW超臨界CFB機(jī)組進(jìn)行了為期一個(gè)月的脫硫脫硝一體化協(xié)調(diào)控制試驗(yàn)，試驗(yàn) 目的通過調(diào)整爐內(nèi)脫硫石灰石的用量，控制進(jìn)入脫 硫塔原煙氣SO2含量，SNCR脫硝噴槍不投入或者僅投人一組的情況下，保證NOx排放達(dá)標(biāo)，同時(shí)降低 爐后濕法脫硫系統(tǒng)電耗，獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。

3.1試驗(yàn)情況介紹

試驗(yàn)期間人爐煤空干基硫份為0.84 ~ 1. 51,計(jì)算算術(shù)平均值在1.12, 機(jī)組電負(fù)荷為190~ 310 MW, 平均熱負(fù)荷折算電負(fù)荷約40~50MW。

試驗(yàn)過程中，通過調(diào)節(jié)葉輪給粉機(jī)變頻速率， 調(diào)整爐前石灰石用量，投入一組或多組爐前石灰石 系統(tǒng)，控制爐內(nèi)Ca/S在1. 5左右，爐膛出口煙氣SO2 含量在800 mg/Nm³時(shí)經(jīng)濟(jì)性最好。機(jī)組電負(fù)荷在 240 MW以下，脫硝噴槍可以不投入，能保證NOx 排放達(dá)標(biāo)（低于50 mg/Nm³)，濕法脫硫漿液循環(huán)泵僅運(yùn)行兩臺(tái)即可滿足凈煙氣SO2排放達(dá)標(biāo)（低于 35 mg/Nm³) ; 電負(fù)荷270~310 MW時(shí)，需運(yùn)行3 臺(tái)漿液循環(huán)泵。在進(jìn)行脫硫脫硝一體化協(xié)調(diào)控制試 驗(yàn)前，低負(fù)荷工況， 尾部濕法脫硫系統(tǒng)需要運(yùn)行4 臺(tái)漿液循環(huán)泵，高負(fù)荷工況需要5臺(tái)漿液循環(huán)泵。

3.2經(jīng)濟(jì)效益分析

對(duì)比11月份、12月份（試驗(yàn)月份）脫硫脫硝系統(tǒng)石灰石、尿素用量及費(fèi)用分別如表5、6所列。

其中，150目石灰石價(jià)格80元/t, 325目石灰石120元/t, 兩臺(tái)漿液循環(huán)泵日電耗在2.4萬kW·h(0.32元/kW·h) , 尿素1600元/t。

兩臺(tái)漿液循環(huán)泵節(jié)約電耗折算21.504萬元， 綜合比較試驗(yàn)前后，每月可以節(jié)約30萬元左右， 另外石膏制備系統(tǒng)試驗(yàn)調(diào)整前平均每天運(yùn)行一次制備石膏， 現(xiàn)調(diào)整后平均兩天運(yùn)行一次制備石膏， 每 次運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)為12~14 h, 平均節(jié)約電耗折算成發(fā)電 成本約450元/d, 每月節(jié)約成本1.35萬元。

原標(biāo)題:350ＭＷ超臨界CFB脫硫脫硝一體化協(xié)同控制研究