節(jié)能型中溫省煤器全負(fù)荷脫硝技術(shù)探討

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:節(jié)能型中溫省煤器全負(fù)荷脫硝技術(shù)，采用空預(yù)器煙氣旁路和水側(cè)旁路的雙旁路技術(shù)方案，運(yùn)行中根據(jù)SCR入口煙溫情況采取節(jié)能模式或煙溫提升模式兩種模式切換運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)SCR低負(fù)荷脫硝的同時(shí)達(dá)到節(jié)煤的效果，與常規(guī)低負(fù)荷脫硝技術(shù)及低低溫省煤器技術(shù)相比具有顯著的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。

本公司在某350MW新建機(jī)組采用節(jié)能型中溫省煤器全負(fù)荷脫硝技術(shù)，在40%THA之上負(fù)荷采用節(jié)能運(yùn)行模式，在該負(fù)荷之下采用煙溫提升運(yùn)行模式。本技術(shù)在THA負(fù)荷下可降低煤耗4.13g/kWh，30%THA~40%THA負(fù)荷范圍內(nèi)節(jié)煤1.04~1.17g/kWh;常規(guī)低低溫省煤器+常規(guī)低負(fù)荷脫硝技術(shù)，在THA負(fù)荷下可降低煤耗1.99g/kWh，30%THA~40%THA負(fù)荷范圍內(nèi)增加煤耗0.08~0.75g/kWh。因而無(wú)論在高負(fù)荷節(jié)能模式還是低負(fù)荷煙溫提升模式，本技術(shù)均具有顯著的節(jié)煤效果。

關(guān)鍵詞：全負(fù)荷脫硝;節(jié)能;中溫省煤器;暖風(fēng)器

1前言

霧霾已成為重要的環(huán)境問(wèn)題，而NOx是霧霾形成的重要元兇之一。燃煤對(duì)我國(guó)NOx污染物排放量占比50%之上，而火電廠鍋爐燃煤量占比46%之上。因而火電廠是我國(guó)NOx排放的重要源頭之一。為此，我國(guó)最新的環(huán)保法規(guī)(GB13223-2011)對(duì)NOx的排放限值作了嚴(yán)格要求，且國(guó)家三部委在此基礎(chǔ)上提出了《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃》，將NOx的排放限值降低到50mg/Nm3，實(shí)現(xiàn)超凈排放。

SCR(選擇性催化還原法)脫硝技術(shù)是目前燃煤電站鍋爐的主流脫硝技術(shù)，SCR催化劑的工作溫度有比較嚴(yán)格的要求。溫度過(guò)高會(huì)引起催化劑表面燒結(jié)而降低活性;溫度過(guò)低會(huì)影響催化劑的催化反應(yīng)活性，并發(fā)生副反應(yīng)生成硫酸氫銨，粘結(jié)在催化劑表面并堵塞孔隙，降低催化劑活性。為此，SCR技術(shù)規(guī)范通常要求煙氣溫度在320℃~420℃行脫硝反應(yīng)。

通常情況下，鍋爐負(fù)荷高于50%時(shí)，大部分鍋爐省煤器出口煙氣溫度能夠滿足SCR入口煙氣溫度運(yùn)行范圍的要求;在鍋爐負(fù)荷低于50%省煤器出口煙氣溫度通常會(huì)低于320℃，鍋爐負(fù)荷低于40%時(shí)省煤器出口煙氣溫度低于300℃，達(dá)到SCR脫硝系統(tǒng)退出運(yùn)行的低溫限值，SCR系統(tǒng)不能投運(yùn)，導(dǎo)致NOx排放達(dá)不到環(huán)保要求。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)火力發(fā)電已進(jìn)入全面過(guò)剩時(shí)代，火力發(fā)電廠年發(fā)電小時(shí)數(shù)逐年下降，2016年年全國(guó)火電設(shè)備平均利用率創(chuàng)新低，降低到3621小時(shí)。因而在此情況下全國(guó)火電低負(fù)荷運(yùn)行狀況隨著發(fā)電小時(shí)數(shù)的降低將更為突出。

為加快能源技術(shù)創(chuàng)新，挖掘燃煤機(jī)組調(diào)峰潛力，提升我國(guó)火電運(yùn)行靈活性，全面提高系統(tǒng)調(diào)峰和新能源消納能力，國(guó)家能源局今年6月28日下發(fā)了《國(guó)家能源局綜合司關(guān)于下達(dá)火電靈活性改造試點(diǎn)項(xiàng)目的通知》，共計(jì)16家提升火電靈活性試點(diǎn)項(xiàng)目。

綜上，燃煤火電機(jī)組經(jīng)常性低負(fù)荷運(yùn)行，已在政策上明確、現(xiàn)實(shí)上面臨。按照火電機(jī)組當(dāng)前的運(yùn)行模式，經(jīng)常性低負(fù)荷運(yùn)行必然會(huì)引起脫硝系統(tǒng)退出運(yùn)行進(jìn)而導(dǎo)致NOx排放的失控。所以開展火電廠全負(fù)荷脫硝技術(shù)的推廣，使火電機(jī)組在任何運(yùn)行負(fù)荷條件下都可以將SCR脫硝系統(tǒng)投入運(yùn)行，是當(dāng)前刻不容緩的重任。

2全負(fù)荷脫硝技術(shù)

實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷脫硝的主要技術(shù)手段是在低負(fù)荷時(shí)提高SCR入口煙氣溫度，使煙氣溫度滿足SCR脫硝催化劑運(yùn)行溫度要求。低負(fù)荷時(shí)提高SCR入口煙氣溫度有多種常規(guī)技術(shù)手段，主要包含有：1)省煤器煙氣旁路;2)省煤器工質(zhì)旁路;3)省煤器分級(jí);4)回?zé)岢槠a(bǔ)充給水加熱(0號(hào)高加);5)省煤器熱水再循環(huán)。

上述幾種技術(shù)均可在低負(fù)荷條件下提高SCR入口煙氣溫度，可滿足SCR在30%以上負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行的需求，從而實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠全負(fù)荷脫硝的技術(shù)要求。上述各種技術(shù)對(duì)比如表1所示。

表1常規(guī)全負(fù)荷脫硝技術(shù)

由表1可知，除省煤器分級(jí)外，其它各種全負(fù)荷脫硝技術(shù)都會(huì)降低鍋爐效率。而省煤器分級(jí)改造，存在高負(fù)荷SCR催化劑超溫的風(fēng)險(xiǎn)，且分級(jí)省煤器下游進(jìn)一步降低煙溫，設(shè)計(jì)不合理的情況下易引起硫酸氫銨的沉積，導(dǎo)致空預(yù)器堵塞。此外，分級(jí)省煤器要求布置在SCR出口，通常懸掛在SCR下方，改造難度較大。

本司將已有實(shí)施業(yè)績(jī)的中溫省煤器技術(shù)和全負(fù)荷脫硝技術(shù)融合在一起，提出一種節(jié)能型全負(fù)荷脫硝技術(shù)，即“節(jié)能型中溫省煤器全負(fù)荷脫硝技術(shù)”，采用低品位的煙氣余熱置換部分高品位的煙氣熱量加熱工質(zhì)旁路內(nèi)的水，實(shí)現(xiàn)提高SCR入口煙溫的同時(shí)不降低鍋爐效率。

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