淺談正常運行中如何調整脫硝

李建路

摘 要：環保工作是我國為實現工業化、信息化、城鎮化和農業現代化新型四個現代化目標的重要工作，也是為實現中華民族偉大復興道路上必須持續堅持的責任。華電萊州發電有限公司是剛剛成立不久的大型火力發電公司，其公司一期2×1050MW機組均配置脫硝系統，該系統均與發電機組同時設計、同時施工、同時投運。所以，環保工作的進行與加強也是所有電力企業應有的責任和義務。

關鍵詞：環保；氮氧化物；脫硝

0 前言

隨著我國工業化、信息化、城鎮化和農業現代化新型四個現代化目標工作的推進，環境保護工作的深入加強與硬性執行是必須的過程和持久的目標。作為電力企業，在為國家發展做出應有貢獻的同時，環保工作的進行與加強也是我們電力企業義不容辭的責任和義務。脫硝系統是當前電力企業必須與發電機組同時設計、同時施工、同時投運的硬性規定系統，也是電力企業發電運行必須安裝的硬性設備之一。

華電萊州發電有限公司，是一座大型濱?；▓@式發電公司，其坐落在美麗的萊州灣。為配合當前我國新型四個現代化工作的進行，我公司積極響應國家號召，不遺余力地開展各項環保工作，認認真真、一絲不茍，為我國環保工作的進行做出了應有的貢獻。華電萊州發電有限公司一期2×1050MW機組均裝配脫硝系統。下面，我將結合運行中如何調整以及控制脫硝系統，給大家介紹一下我公司的情況。

1 脫硝系統的組成與原理

我們習慣上所說的“脫硝”，實際上是指脫除煙氣中的氮氧化物，而不是直接脫除“硝”。造成大氣污染的主要原因之一就是氮氧化物的排放（NOx）， NOx有以下幾種形式：NO、NO2、N2O、 N2O2、 N2O4、N2O5。而NO、NO2是重要的大氣污染物。氮氧化物的來源主要是煤炭的燃燒，所以合理調整、科學燃燒、環保運行，是我們電力人必做的工作與應盡的責任。

降低NOx的排放主要有下面兩種措施：一種是通過各種技術手段降低鍋爐燃燒過程中NOx的生成量，就是低氮氧化物的燃燒技術，第二種就是對已生成的NOx進行處理，就是煙氣脫硝技術。

低氮氧化物的燃燒技術主要有：低過量空氣系數、空氣分級燃燒、燃料分級燃燒、煙氣在循環、低NOx燃燒器。

煙氣脫硝技術主要有：干法、半干法、濕法三類。其中干法包括非催化還原法（SNCR）、選擇性催化還原法（SCR）、電子束聯合脫硫脫硝法；半干法有活性炭聯合脫硫脫硝法；濕法有臭氧氧化吸收法。

目前，干法脫硝占主流位置，主要原因是：NOx與SO2相比缺乏化學活性，難以被水溶液吸收；NOx經還原后成為無毒的N2和H2O產生的副產品方便處理；濕法主要缺點是設備龐大且復雜，副產品較難處理，耗電率高（尤其是臭氧法），因此，在大機組的煙氣脫硝上目前沒有應用。

NH3和尿素是良好的還原劑，我公司選用NH3作為還原劑。

選擇性催化還原法（SCR）是目前脫硝效率最高的，也是最成熟的脫硝技術之一。所以，華電萊州發電有限公司一期2×1050MW機組脫硝工藝均采用選擇性催化還原法（SCR）。確保在設計煤種及校核煤種、鍋爐在最大連續出力工況下（B-MCR）、處理100%煙氣量、SCR入口NOx濃度350mg/Nm3，情況下，脫硝效率不小于80%、NOx排放濃度不大于100mg/Nm3.其原理是：在一定溫度和催化劑的作用下，用氨（NH3）作還原劑，與煙氣中的NOx進行反應，生成氮氣和水，從而降低煙氣中的NOx排放?；瘜W反應如下：

4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O

6NO2+8NH3=7N2+12H2O

NO+NO2+2NH3=2N2+3H2O

通過氨噴射器將氨噴射到反應器上游煙道中，并使之與煙氣均勻混合。然后煙氣進入反應器中，并通過催化劑層，氨作為還原劑與煙氣中的NOx進行反應。

2 SCR煙氣脫硝系統分為兩個區域

SCR區和氨區。它由一系列分系統組成，包括：液氨卸料、存儲和蒸發系統；氨氣混合和蒸發系統；煙氣系統；蒸汽吹灰系統。

氨區系統包括：液氨卸料、存儲和蒸發系統。

SCR區系統：氨氣混合和噴射系統。

氨氣混合和噴射系統主要是利用空氣作為載體，將氨氣送入煙氣系統中。氨氣進入混合器后與稀釋空氣進行混合，比例不大于19：1，使混合氣體濃度大大低于爆炸極限（15.5～25%），以免混合氣體發生爆炸。系統包括2臺稀釋風機、2個氨氣/空氣混合器、2臺氨噴射器。

煙氣系統。每臺鍋爐配置兩套煙氣系統，包括2套進口煙道、2套出口煙道、2套頂部煙道及2套反應器。

蒸汽吹灰系統。蒸汽吹灰系統主要是將催化劑中的積灰盡可能吹掃干凈，以免因死角造成催化劑失效，從而導致脫硝效率下降和反應器煙氣阻力的增加。

SCR催化劑。每個反應器中有三個催化劑層，催化劑為全陶瓷、整體具有活性的蜂窩式催化劑。每個反應器中催化劑共有234塊，分三層布置。催化劑兩層運行一層備用。

SCR煙氣脫硝控制系統。控制系統基本原理：通過反饋控制供氨量，保持出口NOx值恒定，根據環保部要求，嚴格控制煙氣排放出口處NOx不大于100mg/Nm3。進口NHX濃度與煙氣流量的乘積為NOx流量信號，然后此信號與所要求的NH3/NOx摩爾比相乘得到氨耗量信號。氨流量計算出后將信號送到控制器中，與實際氨流量進行比較，對誤差信號進行PI調節，調整氨流量控制閥的開度。如果由于連鎖失效而不能調節噴氨，則立即關閉氨流量控制閥。

氨的供應控制。對氨流量用溫度和壓力進行修正。進口NOx信號送入控制器，根據程序計算氨流量。用氨流量控制閥控制氨流量，從而控制器能保持出口NOx的濃度值。在氨供應管道上有一個緊急切斷閥。如下連鎖條件任何一條滿足，將關閉切斷閥：

（1） 煙氣溫度低于305℃，高于420℃；

（2） 氨氣稀釋比例高于14%。

稀釋空氣的供應控制。稀釋風機提供到混合器中的稀釋空氣流量，也可用手動擋板進行控制，一旦設定好空氣流量，將不再隨鍋爐負荷進行調節。根據氨氣占整個混合氣體的比例約5%，計算稀釋空氣的流量。在低負荷或低NOx值時，氨氣濃度將低于5%。將空氣流量信號與氨流量信號相比得出稀釋比例，以控制在爆炸極限范圍內。在混合器上游的氨氣管道上設有止回閥，防止倒流。

氨氣/空氣混合氣體的供應控制。氨氣與稀釋空氣在混合器中混合，然后混合氣體進入氨氣分配集箱，接著進入各噴氨支管。每個支管上都有手動蝶閥和流量孔板，以保證混合氣體能均勻地噴入到煙氣中。

3 脫硝系統運行中的調整與注意事項

在鍋爐正常運行中，為降低燃燒過程中產生的NOx的生成量，配合脫硝系統的正常運行，同時采取以下幾方面措施：

（1）維持合理氧量，合理維持低的過量空氣系數，使煤粉缺氧燃燒。

（2）控制燃燒時爐膛各部溫度，防止產生局部高溫區，維持爐膛各部溫度基本均衡。

（3）堅持鍋爐本體吹灰制度，利用吹灰來控制各部壁溫均衡。

（4）調整各二次風擋板開度，控制各部煙氣溫度均衡。

（5）降低燃燒溫度，使煙氣在高溫區停留時間縮短。

以下是正常運行中單側脫硝調整數據，氨氣母管壓力維持0.23MPa，日噴氨量3.6t左右。

4 后記

根據集控運行甲值統計，以#2鍋爐為例，自2014年6月至12月，連續7個月脫硝小指標第一，其他的班組成績也不錯，一并受到公司的嘉獎。今后我們一定繼續努力，節能挖潛，把脫硝工作做的更好，為我國環保事業做出應有的貢獻。