300MW燃煤機組脫硝改造技術(shù)及經(jīng)濟(jì)分析

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:隨著工業(yè)用電量和生活用電量的激增，我國發(fā)電廠負(fù)荷不斷增加，隨之而來環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)重，氮氧化物已經(jīng)成為最主要的大氣污染物，而其主要來源于煤炭燃燒，因此燃煤機組脫硝成為我國發(fā)電廠亟待解決的問題。文章主要以東源曲靖能源有限公司（曲靖電廠）燃煤機組為原型，對其低氮燃燒器改造和SCR脫硝技術(shù)運用展開分析。

關(guān)鍵詞：300MW燃煤機組；脫硝技術(shù)；經(jīng)濟(jì)分析

調(diào)查表明，我國煤炭燃燒排放的氮氧化物約占全國總排放量的70%，而火力發(fā)電廠是我國的“燃煤大戶”，燃煤機組的脫硝技術(shù)直接決定了其氮氧化物排放量。脫硝技術(shù)主要有SCR和SNCR兩種，但其經(jīng)濟(jì)成本投入不同，脫硝流程主要包括燃煤前脫硝、燃燒過程脫硝和燃燒后脫硝。

1燃煤機組介紹

目前，300MW燃煤機組的鍋爐主要采用擺動式直流燃燒器，利用單爐膛進(jìn)行四角式布置，采用切圓燃燒方式；鍋爐送粉則是通過五臺中速磨煤機采用直吹的方式進(jìn)行，直吹的一次風(fēng)則需要五層噴嘴設(shè)計，其中點火油槍需要布置三層，三層運行的連續(xù)蒸發(fā)量帶動，在最下層采用等離子點火技術(shù)。

油燃燒器采用兩級點火的形式，針對連續(xù)蒸發(fā)量的百分之三十計算。直流燃燒器借助四角式的布置，在擺動式能夠連續(xù)運行，提高燃燒效率。熱態(tài)運行的過程中，除直吹的一次風(fēng)可帶動燃燒器擺動外，二次風(fēng)的噴入再次加大擺動角度，滿足爐內(nèi)氣溫調(diào)節(jié)要求。

曲靖電廠一期#1、#2鍋爐燃燒器與二期#3、#4鍋爐設(shè)計略有不同，一期為24只6層布置，二期為20只5層布置，燃燒器經(jīng)低氮改造為垂直濃淡分離煤粉燃燒器，擺角度數(shù)仍為±30°，水平位置固定；保持12只簡單機械霧化油燃燒器不變。

在水平斷面上，一期燃燒爐的一次風(fēng)射流在爐內(nèi)形成φ1000mm和φ700mm的兩個大小切圓，二次風(fēng)射流與一次風(fēng)射流偏置3°，二期燃燒爐的一次風(fēng)射流在爐內(nèi)形成的大切圓增大小切圓減小，分別為φ1032mm和φ548mm，兩次風(fēng)射流偏置增加到7°，減少結(jié)渣及氮氧化物的排放。

2脫硝改造技術(shù)分析與篩選

2.1低氮燃燒技術(shù)比較與選擇

曲靖電廠鍋爐為東鍋引進(jìn)嫁接型一次中間再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、露天倒U型布置、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)、亞臨界自然循環(huán)汽包燃煤鍋爐。低氮燃燒技術(shù)是進(jìn)行脫硝改造的前提，是火力發(fā)電廠的首要選擇，當(dāng)電廠采用低氮燃燒技術(shù)之后，若煙氣排放的含氮量仍然超標(biāo)，再考慮引進(jìn)脫硝設(shè)備。目前應(yīng)用比較廣泛的低氮燃燒技術(shù)主要有四種。

2.1.1煙氣再循環(huán)

300MW燃煤機組首次排放的煙氣含氮量極高，因此一般通過煙氣再循環(huán)來降低其氮氧化物含量，但是這一程序的實施并不簡單。煙氣再循環(huán)裝置是由大型風(fēng)機和煙道搭建而成，由風(fēng)機對空氣預(yù)熱器的煙氣進(jìn)行抽吸，排放入煙道，此時煙氣中粉塵濃度很高，會大大縮短煙機壽命。另外，設(shè)備占據(jù)的空間較大，現(xiàn)場布置麻煩。所以，煙氣再循環(huán)技術(shù)一般用在燃油和燃?xì)庋b置中，燃煤機組應(yīng)用煙氣再循環(huán)技術(shù)反而會增加煙氣飛灰含量，出現(xiàn)結(jié)焦加重的現(xiàn)象。

2.1.2空氣分級燃燒

實際上，我國很多電廠的燃煤機組已經(jīng)采用了空氣分級燃燒鍋爐，進(jìn)一步實施分級則需要對原有的設(shè)備進(jìn)行改造，而一旦開展大規(guī)模改造，就會破壞原有的分級系統(tǒng)。另外，從鍋爐本身來看，空氣分級燃燒會形成強還原性氣體，從而加劇鍋爐結(jié)渣和腐蝕，縮短鍋爐使用壽命。

2.1.3燃料分級燃燒

燃料分級燃燒是低氮燃燒技術(shù)的重要法寶，但對于應(yīng)用直吹式燃料系統(tǒng)的300MW燃煤機組而言，燃料分級燃燒的難度很大，不僅需要增加磨煤機，還要對鼓風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改動，改造過程很復(fù)雜。而且并不是所有的燃煤機組都能進(jìn)行再次改造，在改造前需要進(jìn)行繁瑣的模擬和運算，即使能夠進(jìn)行改造，改造后的鍋爐同樣會出現(xiàn)鍋爐結(jié)渣和腐蝕嚴(yán)重的問題，很難將燃料完全燃燒，還有可能影響飛灰的利用。

2.1.4建設(shè)低氮燃燒器（LNB）

低氮燃燒器是低氮燃燒技術(shù)中運用最廣泛的一項，其綜合了煙氣再循環(huán)、空氣分級燃燒和燃料分級燃燒技術(shù)，擁有良好的脫硝效果，煙氣排放脫硝率在30%～50%左右，能夠?qū)⑷济簷C組的氮氧化物濃度控制在500mg/Nm3左右。如果是四角式布置的燃燒鍋爐，煙氣含氮量基本能控制在400mg/Nm3以下。

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