燃煤锅炉全负荷脱硝的探索

燃煤锅炉全负荷脱硝的探索

马文利

（陕西华电榆横煤电有限责任公司榆横发电厂陕西榆林719000）

摘要：目前，国内火力发电厂广泛采用SCR控制NOx的排放。不同的催化剂适宜的反应温度不同，而且脱硝装置的进口烟气温度随锅炉负荷变化而变化。当锅炉负荷较低时，脱硝反应器入口温度较低，一方面催化剂活性会比较低，另外一方面，还原剂氨与烟气中的SO3反应生成硫酸氢氨会沉积在催化剂上，进一步降低催化剂的活性，甚至造成催化剂不可逆的活性降低。

关键词：深度调峰；微油点火；烟气挡板；全负荷脱硝

榆横电厂2016年以来进行#1、2机组的超低排放改造，实现了机组正常运行时两台锅炉能实现超低排放标准，但在机组启动初期因SCR入口烟气温度不满足要求会有4小时左右NOx不达标直接排放。

1、机组概况介绍

陕西华电榆横煤电有限责任公司榆横发电厂工程2×660MW超临界燃煤空冷机组。锅炉型号为DG2100/25.4-Ⅱ2，是东方锅炉集团制造的国产超临界参数变压直流本生型锅炉，一次中间再热、单炉膛、尾部双烟道结构、采用烟气挡板调节再热汽温、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。

锅炉制粉系统采用MPS中速磨煤机，冷一次风正压直吹式系统。燃烧器采用BHK技术设计的低NOx旋流式煤粉燃烧器，前、后墙对冲布置，共36只，前后墙各布置18只，分上、中、下三层布置。锅炉采用二级点火，先用高能点火器点燃油枪，然后由油枪点燃煤粉。在A/B层燃烧器布置12支微油油枪，微油枪单角燃烧器出力：主油枪：30～50kg/h，辅助油枪：50～120kg/h，单只油枪可点燃煤粉量范围：3～10t/h。其余为24支机械雾化助燃油枪。

2、脱硝催化剂使用要求

机组正常运行中要求脱硝反应器入口烟气温度在320℃—400℃。通常，向含SO3的低温烟气中注入氨的话，在催化剂层会生成硫酸氢铵（NH4HSO4）。它会导致催化剂的微孔结构闭塞，性能下降。这种情况如果在短时间内能回到正常运行的高温区，硫酸氢铵会分解，催化剂性能会恢复。但如果长时间停留在低温区，或在短期内频繁地陷入低温区运行的话，即使再回到高温区，性能也难以恢复.结果会使寿命缩短。因此，本装置可正常使用的最低温度，确定为能保证催化剂性能的300℃；不允许在300℃以下运行。

为延长催化剂寿命，烟气长期最低温度为320℃，短期运行最低温度为300℃，短期运行最长时间为5小时，需要相同时间（5小时在325℃以上）恢复催化剂活性。

根据以上内容投入脱硝系统要求脱硝反应器入口烟气温度必须大于300℃。

3、技术措施

3.1机组冷态启动前给A、B磨煤机煤仓上热值相对高点的煤（低位发热量20.5MJ/kg左右）。

3.2.锅炉上水前投入辅汽至除氧器加热，控制除氧器温度在80—100℃；锅炉上满水冲洗时，将除氧器温度逐渐加热至100—120℃，提高给水温度，减少省煤器的换热。

3.3将再热汽侧烟气挡板全开（100%），过热汽侧烟气挡板开至最小（20%）。

3.4锅炉起压后逐渐将给水流量增加至550—600t/h，此时给煤量也随着增加至65-70t/h。

3.5机组启动过程中。要严格按照锅炉升温升压曲线控制升速率。

3.6调整入炉总风量在800—900t/h（可单侧风机运行）即可，不宜风量过大，导致O2%过大，NOx折算值偏大，NOx达标排放就需要更多的喷尿素溶液来满足。

3.7主、再热汽温达到380℃后方可投入减温水，投减温水时一定要小幅度操作，每次调整减温水调节门严禁超过3%；过热汽减温水采用一、二级减温水配合调整，再热器减温水投用时，要加强高温再热器入口温度的监视，及时调整减温水流量，必须保证减温器后的蒸汽过热度不得低于20℃，防止高温再热器进水。再热器减温水流量偏大时，可适当关小再热器烟气挡板，保证减温器后的蒸汽过热度不得低于20℃。

3.8加强低温再热器管壁金属温度监视，发现低温再热器管壁金属温度超温，可适当小幅调整再热器烟气挡板，尽量保证再热器烟气挡板开度不小于85%，同时加强脱硝反应器入口烟气温度监视。再热器管壁金属温度下降后应及时开启再热器烟气挡板，禁止大幅操作再热器烟气挡板。

3.9锅炉点火后及时投入热一次风至脱硝热解炉系统，使热解炉缓慢预热，汽轮机冲转后及时启动电加热器缓慢将热解炉出口温度加热至360—380℃。

3.10可利用锅炉升温升压间段维护人员配合对脱硝系统尿素喷枪进行冲洗，确保尿素喷枪完好可靠，汽轮机中速暖机时，脱硝系统可逐渐投运。

3.11在机组启动初期空预器连续吹灰，机组负荷达到250MW后及时将吹灰汽源倒至锅炉本体吹灰汽源，并加强对空预器的吹灰。

3.12如出现单侧脱硝入口烟温不满足要求时，应及时通过调节过、再热烟气挡板开度使其尽快满足。

4、试验结果

4.1机组冷态启动试验结果

经过运行调整给水流量、风量、再热器烟气挡板、给水温度及给煤量等参数后脱硝入口烟气温度由260℃缓慢上升至310℃左右，满足投入脱硝系统投运脱硝反应器入口烟气温度最低要求300℃的要求。机组冷态启动优化调整前：

机组冷态启动优化调整后：

4.2机组深度调峰试验结果

机组深度调峰220MW试验时，经过允许调整脱硝反应器入口烟气温度达到340℃，从而实现锅炉全负荷脱硝。

5从在问题

5.1由于启动初期氧量高，折氧后NOX浓度高，脱硝投入后应控制喷氨量，避免严重过量喷氨。

5.2再热汽烟气挡板开度大，导致再热汽温度高，再热汽减温水使用量大，导致机组效率降低。

6、结束语

未进行运行优化调整前由于机组启动过程中脱硝反应器入口烟气温度达不到催化剂使用要求，导致机组在启动过程中烟气NOx不能达标排放。通过对多项优化调整探索和试验，榆横电厂在未进行设备改造情况下，经过运行优化调整达到机组启动并网前实现脱硝系统系统投运条件，从而榆横电厂两台机组实现全负荷脱硝且达标排放。

参考文献：

[1]《榆横电厂运行规程》2017版。

[2]《脱硝催化剂说明书》设备厂家资料。

[3]《锅炉燃烧器说明书》设备厂家资料。

[4]《锅炉运行说明书》设备厂家资料。