低負(fù)荷脫硝運(yùn)行的相關(guān)問題及改善措施

大氣網(wǎng)訊:摘要：本文對華能荊門熱電2×350MW超臨界機(jī)組脫硝系統(tǒng)低負(fù)荷運(yùn)行時存在脫硝入口煙溫偏低、兩側(cè)煙溫偏差大，脫銷入口NOx偏高、噴氨量過大、局部氨逃逸率大等問題進(jìn)行分析，通過優(yōu)化運(yùn)行方式，采取相關(guān)技術(shù)措施，逐步改善了低負(fù)荷脫銷系統(tǒng)安全運(yùn)行相關(guān)問題，保證脫銷系統(tǒng)安全運(yùn)行，機(jī)組排放合格。

關(guān)鍵詞：低負(fù)荷脫硝、煙溫低、噴氨量大、優(yōu)化運(yùn)行、空預(yù)器堵塞

1機(jī)組概況

華能荊門熱電1、2號鍋爐采用東方鍋爐廠生產(chǎn)的350MW超臨界直流鍋爐，鍋爐型號為DG1131/25.4-Ⅱ2，為超臨界壓力、一次中間再熱、變壓運(yùn)行、單爐膛、平衡通風(fēng)、采用低NOx旋流式、前后墻對沖布置燃燒器。20只HT-NR3型燃燒器分前三層（A、B、C）、后兩層（D、E）布置在爐膛前、后墻上，制粉系統(tǒng)采用冷一次風(fēng)機(jī)正壓中速磨直吹系統(tǒng)，每臺爐配五臺制粉系統(tǒng)。鍋爐前墻A層燃燒器中布置了等離子點(diǎn)火裝置，其他各層燃燒器裝有1支簡單機(jī)械霧化點(diǎn)火油槍。每臺機(jī)組配置一臺100%B-MCR汽動給水泵和兩臺機(jī)組共用一臺30%B-MCR容量的定速電動給水泵。機(jī)組旁路系統(tǒng)采用一級高壓旁路系統(tǒng)裝置，容量為35%BMCR。機(jī)組啟動方式采用高壓缸啟動。鍋爐的啟動系統(tǒng)為不帶再循環(huán)泵的大氣擴(kuò)容式啟動系統(tǒng)。系統(tǒng)包含1個汽水分離器、1個儲水罐、2個儲水罐液位調(diào)節(jié)閥(361閥）及1個361閥前電動隔離閥。鍋爐脫硝系統(tǒng)采用選擇性催化還原法（SCR）方式進(jìn)行脫硝處理，脫硝催化劑設(shè)計運(yùn)行溫度為295~430℃。脫硝設(shè)備布置包括二部分。脫硝設(shè)施本體布置在鍋爐省煤器和空預(yù)器之間，空預(yù)器鍋爐鋼架上方的布置。煙道分兩路從省煤器后接出，經(jīng)過垂直上升后變?yōu)樗?，接入SCR反應(yīng)器，SCR反應(yīng)器內(nèi)裝有催化劑。反應(yīng)器為垂直布置，經(jīng)過脫硝以后的煙氣經(jīng)垂直煙道接入空預(yù)器入口煙道。1、2爐分別于2017年5月、2016年12月分別完成超低排放改造，現(xiàn)階段執(zhí)行的環(huán)保污染物控制標(biāo)準(zhǔn)為：NOx≤50mg/Nm3、SO2濃度≤35mg/Nm3、粉塵濃度≤10mg/Nm3。鍋爐尾部煙道采用雙煙道結(jié)構(gòu)，其中低溫再熱器布置于前部煙道，低溫過熱器、省煤器布置于后部煙道。再熱汽溫度采用煙氣擋板輔以微量噴水作為調(diào)節(jié)手段。

2低負(fù)荷脫硝系統(tǒng)運(yùn)行存在的問題及運(yùn)行調(diào)整措施

2.1低負(fù)荷脫硝入口煙溫過低、偏差大

隨著機(jī)組負(fù)荷降低，鍋爐出口煙溫也隨之降低，導(dǎo)致尾部煙道煙溫都有不同程度的下降。而且低負(fù)荷時由于火焰充滿程度較弱，導(dǎo)致兩側(cè)煙溫也有所不同。煙溫降低對脫硝系統(tǒng)運(yùn)行不利，煙溫過低，催化劑活性太低，導(dǎo)致脫硝系統(tǒng)運(yùn)行效率下降，氨逃逸率上升。長時間運(yùn)行會使空預(yù)器堵塞。若脫硝入口煙溫低于低限值295℃（三取二），保護(hù)動作關(guān)閉脫銷入口噴氨快關(guān)閥，若不及時調(diào)整則會導(dǎo)致凈煙氣NOx超排。

針對低負(fù)荷工況下，主要是煙溫偏低及兩側(cè)煙溫有偏差，降負(fù)荷過程脫硝有退出運(yùn)行的可能性，因此在運(yùn)行方式采取相關(guān)優(yōu)化措施：

1）針對低負(fù)荷工況運(yùn)行方式，結(jié)合爐膛結(jié)渣情況，對爐膛吹灰系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)優(yōu)化，每天按照單雙號來進(jìn)行爐膛吹灰。尾部煙道間隔一天來吹灰，空預(yù)器冷端采取2H吹灰一次。采取此種方式后低負(fù)荷運(yùn)行下脫硝入口煙溫基本都能達(dá)到要求。同時也減少汽水損耗。

2）低負(fù)荷運(yùn)行時加強(qiáng)監(jiān)視，適當(dāng)降低機(jī)組負(fù)荷率，避免煤量過減后導(dǎo)致煙溫下降，必要時解除協(xié)調(diào)方式手動調(diào)整。

3）低負(fù)荷運(yùn)行下采用不同磨煤機(jī)組合，采用前墻ABD磨組合較后墻ADE磨組合對提升煙溫更有利。

4）針對脫硝入口兩側(cè)煙溫偏差，通過尾部煙氣擋板進(jìn)行小幅度偏差調(diào)節(jié)，對煙溫調(diào)平有明顯效果。

5）低負(fù)荷運(yùn)行，尾部煙道煙溫特點(diǎn)是前煙道布置為低再，汽溫?zé)煖鼐^高；后煙道中布置低過和省煤器，由于低負(fù)荷時給水溫度降低，導(dǎo)致?lián)Q熱溫差增大。從而導(dǎo)致后煙道煙溫降低較多，最終的結(jié)果是混合后的煙溫偏低，影響到了脫硝入口的煙溫。所以低負(fù)荷運(yùn)行，為保證脫硝安全運(yùn)行，盡量關(guān)小過熱側(cè)的煙氣擋板。調(diào)節(jié)煙氣擋板時幅度也要緩慢，避免大幅度波動后導(dǎo)致煙溫下降。

6）在保證燃燒穩(wěn)定的前提下，可適當(dāng)提高磨煤機(jī)的一次風(fēng)速，風(fēng)粉出口溫度降低5℃左右。通過以上優(yōu)化措施，基本能夠滿足低負(fù)荷脫硝系統(tǒng)運(yùn)行的安全。

2.2低負(fù)荷運(yùn)行，脫硝入口NOx偏大

低負(fù)荷運(yùn)行下往往氧量偏大，導(dǎo)致脫硝入口的NOX折算值過高。結(jié)果導(dǎo)致噴氨量增大，存在局部氨逃逸過大現(xiàn)象。運(yùn)行中采取以下措施：

1）控制總風(fēng)量，嚴(yán)格按照氧量曲線來調(diào)整。避免氧量偏離目標(biāo)值較多。

2）減少漏風(fēng)，主要是爐膛漏風(fēng)，檢查尾部煙道人孔門全部關(guān)嚴(yán)。合理控制爐底干排渣冷卻風(fēng)門，規(guī)定爐底溫度低于100℃全關(guān)爐底冷卻風(fēng)門。

3）定期對脫硝入口氧量顯示進(jìn)行校驗(yàn)。

4）由于脫硝噴氨量過度開大后，導(dǎo)致液氨消耗大不經(jīng)濟(jì)且氨逃逸率增大。為規(guī)范運(yùn)行人員操作，在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)競賽中調(diào)整噴氨量權(quán)重，用氨量越大得分越低，加強(qiáng)值班員對液氨調(diào)整的重視，勤調(diào)整，減少液氨消耗量。低負(fù)荷控制好鍋爐氧量對NOx生成影響很大，所以低負(fù)荷階段盡量降低鍋爐總風(fēng)量及氧量，對鍋爐NOx控制及低負(fù)荷鍋爐穩(wěn)燃均有利。

2.3氨逃逸率過大，導(dǎo)致空預(yù)器堵塞

長期低負(fù)荷運(yùn)行，存在空預(yù)器堵塞的情況。特別是在2017年9月-10月份機(jī)組長期在低負(fù)荷運(yùn)行，環(huán)境溫度較往年偏低，且入爐摻燒煤硫份較大，導(dǎo)致空預(yù)器差壓逐漸增大?？疹A(yù)器煙氣差壓最大漲至2.1KPA左右。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，長期在低負(fù)荷運(yùn)行，受環(huán)境溫度影響，空預(yù)器冷端綜合溫度偏低，導(dǎo)致燃用高硫煤后，空預(yù)器差壓呈逐漸上升趨勢，引風(fēng)機(jī)電流上漲，導(dǎo)致電耗上升。停機(jī)后檢查確定是空預(yù)器冷端的結(jié)垢較多，為硫酸氫銨垢樣。短時間也難清理。因此在運(yùn)行需要加強(qiáng)監(jiān)視，調(diào)整配煤摻燒策略，盡量減少入爐煤硫份，同時提升負(fù)荷率，盡量在高負(fù)荷運(yùn)行。嚴(yán)格控制噴氨量，根據(jù)環(huán)境溫度變化及時投入熱風(fēng)再循環(huán)，提升空預(yù)器入口冷端風(fēng)溫，加大吹灰頻率，提高蒸汽吹灰溫度等策略，減緩空預(yù)器上升速率。

3總結(jié)

針對機(jī)組低負(fù)荷工況下脫硝運(yùn)行存在相關(guān)問題，經(jīng)過優(yōu)化吹灰方式，磨煤機(jī)組合方式，氧量控制，提高吹灰頻率，規(guī)范運(yùn)行人員操作減少噴氨量等措施。保證了脫硝系統(tǒng)在低負(fù)荷工況下能夠安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。