鍋爐NOx 的經濟調整方案及控制措施

張晨

（神華國華北京熱電分公司，北京 100000）

1 引言

北京熱電分公司有4臺鍋爐，投產于1999年，鍋爐均為哈爾濱鍋爐廠生產的HG-410/9.8-YM15。2008年北京舉辦第29 屆奧運會，環保工作提高到前所未有的新高度，對工業鍋爐的煙氣排放指標更加嚴格。隨著北京市環保標準的不斷提高，為了達到北京市環保局對工業鍋爐的排放標準，鍋爐在2006年進行了低氧燃燒改造，使鍋爐的Nox 排放量由500mg/Nm3以上降至350 mg/Nm3。為了加大環保的減排力度，2007年公司對4臺鍋爐進行SNCR（選擇性非催化還原，以下簡稱SNCR）系統改造，2007年10月熱電分公司的4臺鍋爐的SNCR 系統改造工程全部完工并投運。

2 問題的提出

熱電分公司的鍋爐SNCR 系統采用尿素（尿素學名為碳酰二胺，分子式(NH2)2CO）作為還原劑，自2007年SNCR 系統投運以來，尿素的價格由最初的1800元/噸上漲至目前的2800元/噸。原材料價格的上漲使公司的年度預算中尿素成本由500萬元上漲至800萬元。因此，如何對鍋爐的SNCR 系統的噴氨量進行經濟調整，在滿足排放環保指標的前提下，減少尿素的用量節省生產成本，以求深入落實公司的節能減排工作。

3 問題的分析

熱電分公司鍋爐的SNCR 系統投運后，進行了SNCR 系統動態調整性能試驗，經過試驗結果可分析SNCR 系統可以達到設計目標。但在運行調整的細節方面并未進行深入的調整性能試驗。隨著原料尿素的價格不斷上漲，使SNCR 系統的使用成本不斷增加。如何更加經濟的、精細的控制尿素用量，將是公司節能工作的進一步深入化和具體化。

4 方案的制定和實施

針對SNCR 系統投運后尿素用量的精細化管理和鍋爐Nox 控制的問題，發電運行部分析原因并對鍋爐進行了相應試驗。

試驗數據分析（按鍋爐NOx 排放200mg/m3控制，數值為高值）：

根據試驗數據和SNCR 系統投運以來的情況，鍋爐SNCR 系統在保證Nox 排放的情況下，得出以下控制措施。

4.1 制粉系統控制措施

在保證鍋爐制粉系統設備完好、絞龍運行正常情況下，制粉系統運行方式執行下面措施。

4.1.1 后夜班存高粉位，單爐7米以上，6點鐘開始停止#2、4 爐制粉系統，停磨后將#2、4 爐噴氨量減至0，通過值班員對燃燒調整來控制鍋爐NOx 排放。

4.1.2 白班在粉位允許的情況下，中午12點以后再啟動＃2＃4 爐制粉系統，投入噴氨。如白班鍋爐平均負荷超過320t/h，可根據粉位提前啟動制粉系統。

4.1.3 #2、4 爐制粉系統輪換在白班進行，#1、3 爐制粉系統輪換在前夜進行，#1、3 爐無磨運行時也要將噴氨量減至0，通過值班員對燃燒調整來控制鍋爐NOx 排放。

4.1.4 白班和前夜交班粉位執行不低于4米，并嚴格執行降粉制度。后夜班暫不執行定期降粉制度，但若有條件仍要進行降粉，為白班停磨創造有利條件。

4.1.5 暫不執行#4 爐制粉系統后夜輪換制度。

4.1.6 絞龍缺陷情況下，通過倒磨、調整負荷偏差等方式控制粉位，盡量延長停磨時間。

4.2 鍋爐噴氨的控制

4.2.1 鍋爐負荷在300t/h 以下，控制噴氨量不得大于0.15m3/h。

4.2.2 鍋爐負荷在300t/h 以上、360t/h 以下，控制噴氨量不得大于0.20m3/h。

4.2.3 鍋爐負荷在360t/h 以上，控制噴氨量不得大于0.25m3/h。

4.2.4 在鍋爐負荷在320t/h 以下單磨運行穩定工況，鍋爐至少停止上層2個給粉機運行；在鍋爐負荷在320t/h 以下無磨運行穩定工況，鍋爐至少停止上層1個給粉機運行。以控制鍋爐NOx 排放，并減少噴氨量，但要注意定期切換給粉機，切換時間不超過2小時。

4.2.5 以上噴氨量為控制的最大噴氨量，值班員應通過運行調整逐漸優化，減少噴氨對受熱面的影響。

4.2.6 單臺鍋爐的兩側制粉系統停止后，若鍋爐負荷小于320t/h，應將噴氨量減至0，值班員合理控制鍋爐燃燒進行調整NOx 排放；若鍋爐負荷大于320t/h，應根據鍋爐NOx 排放值適當減小噴氨量。

4.2.7 鍋爐停磨后噴氨量減至0，同時減少稀釋水流量，控制不大于1.0m3/h，從而減少煙氣中的水蒸氣含量。若爐尿素溶液調門關閉不嚴，應將爐的尿素溶液手動門關閉。

4.2.8 當鍋爐NOx 排放超標，采取有效調整手段仍然無效的情況下，需增加鍋爐的噴氨量超過規定值來降低鍋爐NOx 排放時，值班員應匯報值長和發電部并批準。

4.3 鍋爐燃燒系統調節措施

4.3.1 鍋爐燃燒調整原則按照低氧燃燒方式進行調節。

4.3.2 鍋爐爐膛出口氧量按3%控制。

4.3.3 盡量減少三層給粉機的送粉量，負荷低于320t/h，至少停止2臺給粉機，負荷低于380t/h 高于320t/h，至少停止1臺給粉機。

5 總結

通過以上措施，鍋爐的NOx 控制得到有效保障，同時尿素的用量也得到有效控制，具體數據如下：（8月1日起執行了鍋爐NOX 經濟調整措施）

對以上數據分析，執行鍋爐NOX 經濟調整措施后，尿素用量明顯下降，負荷350t/h 以下每月可減少尿素用量30噸，折算金額達8萬余元。試驗數據統計，鍋爐負荷高于380t/h時，尿素用量明顯提高，主要因為高負荷時限制鍋爐停磨時間，同時又限制了鍋爐給粉機停運，鍋爐控制NOx的燃燒調整方式受到限制，制約了可控手段。

以上幾點經驗對于提高我們的操作水平、控制鍋爐NOx 排放并減少尿素用量有一定指導意義，但在實際鍋爐NOx 控制調整過程中也存在一些問題需要我們在今后的工作中加以解決。

a.鍋爐煤質影響，當原煤灰分大時，鍋爐的NOx 排放較難控制，因此需對入爐煤化驗進行監督，發現煤種異常和燃燒煤罐結合面時需及時進行調整或倒罐。

b.尿素配制時，由于配制水源與噴氨的稀釋水為同一路水源，影響稀釋水的壓力波動較大，需對尿素溶液配制的水源管路進行改造。

c.鍋爐噴氨系統的尿素溶液和稀釋水的調整門線性不好，給運行中的精確調整帶來一定困難。

d.公司的4臺鍋爐的尿素和稀釋水為同一母管，由于結構布置和設備選型問題，當一臺爐進行調整時影響其它爐的噴氨參數產生變化，從而其他爐也要進行被動調整。使鍋爐Nox 控制更加復雜化。

[1]神華國華北京熱電分公司的《集控運行規程》