鄒縣300MW級(jí)機(jī)組低負(fù)荷下脫硝系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)研究與應(yīng)用

摘 要：華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠300MW級(jí)機(jī)組低負(fù)荷（50%-75%）運(yùn)行時(shí)，省煤器出口煙溫低于315℃，不能滿(mǎn)足脫硝系統(tǒng)最低連續(xù)噴氨煙溫要求。經(jīng)過(guò)充分調(diào)研及結(jié)合脫硝改造方案實(shí)際，我廠開(kāi)展低負(fù)荷下脫硝系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)研究，并提出改造方案，加裝省煤器旁路煙道，在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，將脫硝系統(tǒng)入口煙溫提升至315℃以上，實(shí)現(xiàn)機(jī)組低負(fù)荷脫硝連續(xù)投入噴氨運(yùn)行，達(dá)標(biāo)排放，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)電。

關(guān)鍵詞：脫硝入口煙溫；低負(fù)荷；省煤器；煙氣旁路

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.029

1 概述

鄒縣發(fā)電廠335MW機(jī)組脫硝系統(tǒng)由青島華拓科技股份有限公司設(shè)計(jì)制造，安裝在省煤器至空氣預(yù)熱器之間的煙道內(nèi)。采用高灰型選擇性催化還原煙氣脫硝（SCR）工藝，采用液氨為還原劑。采用板式催化劑，催化劑按“2+1”模式布置，備用層在最下層，煙氣垂直向下通過(guò)催化塊層。設(shè)2臺(tái)SCR反應(yīng)器，不設(shè)反應(yīng)器旁路和省煤器旁路。在SCR裝置的進(jìn)口煙道設(shè)置灰斗及相應(yīng)的輸灰系統(tǒng)，灰輸送至本機(jī)組的除灰系統(tǒng)。初裝2層催化劑時(shí)，在鍋爐正常負(fù)荷范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)條件下SCR入口NOx濃度為450mg/Nm3，在催化劑質(zhì)量保證期期滿(mǎn)之前，脫硝效率不低于80%，且NOx排放濃度不超過(guò)100mg/Nm3。

2 問(wèn)題的提出

為響應(yīng)國(guó)家環(huán)保節(jié)能減排強(qiáng)制要求，鄒縣4臺(tái)300MW級(jí)機(jī)組已完成煙氣脫硝改造并投入運(yùn)行，但在機(jī)組低負(fù)荷（50%-75%）運(yùn)行時(shí)，省煤器出口煙溫低于315℃（在50%ECR負(fù)荷下，省煤器出口煙溫僅285℃），不能滿(mǎn)足脫硝系統(tǒng)最低連續(xù)噴氨煙溫要求。脫硝入口煙溫低于設(shè)計(jì)值，為保護(hù)脫硝催化劑等設(shè)備，脫硝裝置不能?chē)姲保琋Ox排放濃度不能滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 運(yùn)行優(yōu)化提高煙溫的措施

在#3機(jī)組脫硝系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中，從運(yùn)行調(diào)整方面采取提高#3爐脫硝系統(tǒng)入口煙溫方法，有以下幾點(diǎn)：（1）改變制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式。把制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式由“甲、乙、丙”改為“甲、乙、丁”或“甲、丙、丁”或“乙、丙、丁”方式，理論上可提高火焰中心，提高脫硝入口煙溫，最極端的制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式是“乙、丙、丁”方式。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比改變制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式對(duì)省煤器出口煙溫基本沒(méi)有什么影響，但所有制粉系統(tǒng)的非常規(guī)運(yùn)行方式對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行都有很大影響；（2）提高燃燒器擺動(dòng)角度。從2011年#3機(jī)組節(jié)能優(yōu)化大修后，#3爐再熱汽溫偏低，機(jī)組正常運(yùn)行中，為提高再熱汽溫，燃燒器擺動(dòng)角度一般都大于70%。所以通過(guò)提高燃燒器擺動(dòng)角度的方法來(lái)提高脫硝入口煙溫已無(wú)空間；（3）改變蒸汽吹灰器的吹灰方式。1）單日吹單對(duì)吹灰器，雙日吹雙對(duì)吹灰器。由于#3爐吹灰器控制為PLC控制，進(jìn)行跳步吹灰的方式容易造成吹灰程序紊亂，會(huì)使所有吹灰器同時(shí)進(jìn)吹，影響機(jī)組安全；2）兩天一次吹灰。不吹灰時(shí)脫硝入口煙溫能升高一點(diǎn)，但吹灰當(dāng)天脫硝入口煙溫還會(huì)恢復(fù)正常；3）停止尾部受熱面吹灰。為了驗(yàn)證停止尾部受熱面吹灰對(duì)煙溫的影響，2014年1月6日停止尾部受熱面蒸汽吹灰，2014年1月7日恢復(fù)全面蒸汽吹灰。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，在機(jī)組負(fù)荷相近的情況，吹灰和不吹灰影響煙溫3.06℃，但是長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行尾部受熱面吹灰，影響機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，吹灰與不吹灰煙溫對(duì)比見(jiàn)表1。結(jié)論：通過(guò)運(yùn)行調(diào)整措施提高脫硝入口溫度，調(diào)整范圍非常有限，且影響鍋爐運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性。

4 提高省煤器出口煙溫的解決思路及方案調(diào)研

（1）省煤器旁路煙道改造。在省煤器前增設(shè)旁路煙道，設(shè)置旁路煙氣擋板在低負(fù)荷下開(kāi)啟，引部分高溫?zé)煔庵撩撓鮏CR入口，提高低負(fù)荷下的脫硝裝置入口煙氣溫度，以維持脫硝裝置連續(xù)噴氨運(yùn)行。對(duì)于單煙道鍋爐需要在省煤器后增加煙氣調(diào)節(jié)擋板，以調(diào)整旁路煙氣量。優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)靈活，煙氣溫度調(diào)節(jié)范圍大；對(duì)鍋爐運(yùn)行無(wú)大的影響；與省煤器分級(jí)改造方案相比，改造投資相對(duì)較小，工期較短。不足：煙道旁路投用時(shí)，鍋爐效率會(huì)有所降低；（2）省煤器分級(jí)改造。省煤器高溫段布置于原位置，低溫段布置于脫硝裝置出口側(cè)，解決低負(fù)荷煙溫過(guò)低脫硝裝置無(wú)法運(yùn)行的問(wèn)題。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)鍋爐運(yùn)行無(wú)影響；不降低鍋爐效率。不足：改造投資比較大；受改造位置、鋼架強(qiáng)度、設(shè)備基礎(chǔ)條件限制；（3）省煤器水旁路改造。在省煤器入口和出口之間增加旁路管道和閥門(mén)，通過(guò)調(diào)整旁路水流量，提高省煤器出口煙溫。優(yōu)點(diǎn)：水管路尺寸小、便于布置；旁路水量采用調(diào)節(jié)閥控制，方便可靠；投資相對(duì)較低。不足：旁路水量大，對(duì)煙氣溫度的調(diào)節(jié)范圍小（一般小于10℃）；省煤器內(nèi)流通的水量減少，省煤器出口管存在汽化風(fēng)險(xiǎn)；會(huì)降低鍋爐效率；（4）低溫脫硝技術(shù)。目前尚處于催化劑研究階段，技術(shù)不成熟；（5）彈性回?zé)峒夹g(shù)。需在末級(jí)高加后增加一個(gè)抽汽可調(diào)式的給水加熱器，并在高壓缸選擇一個(gè)合適的抽汽點(diǎn)，此項(xiàng)技術(shù)改造范圍和費(fèi)用較高。

5 省煤器煙氣旁路改造

（1）方案確定。經(jīng)充分對(duì)比分析，在目前技術(shù)和設(shè)備條件下，較為成熟和適用的改造方案有省煤器煙氣旁路改造、省煤器分級(jí)改造兩種方案。鑒于300MW機(jī)組脫硝改造已完成，未預(yù)留省煤器分級(jí)布置空間等現(xiàn)狀，應(yīng)選擇“加裝省煤器旁路煙道”方案來(lái)提高機(jī)組低負(fù)荷段省煤器出口煙溫，滿(mǎn)足機(jī)組低負(fù)荷時(shí)脫硝正常投入噴氨運(yùn)行；（2）省煤器煙氣旁路改造。2014年1月26日，鄒縣發(fā)電廠委托東方鍋爐廠進(jìn)行省煤器旁路煙道設(shè)計(jì)改造。具體改造方案為：通過(guò)對(duì)300MW級(jí)機(jī)組省煤器入口部位（環(huán)形集箱上部）包墻管拉稀，獲得左右兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的旁路煙道接口，旁路煙道從接口處引出，垂直向下直接引入SCR入口煙道，連接煙道采用扁平外形，煙道內(nèi)空截面5050mm×1050mm。在旁路煙道水平段設(shè)置非金屬膨脹節(jié)，垂直段設(shè)置金屬膨脹節(jié)，并在旁路煙道兩膨脹節(jié)中間布置關(guān)斷型調(diào)節(jié)擋板各一套（雙側(cè)煙道共兩套），在主煙道布置調(diào)節(jié)擋板各一套（雙側(cè)煙道共兩套）。2014年3月份完成#3爐的改造，利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì)，在4月份至9月份完成了#1、#2、#4爐省煤器煙氣旁路的安裝和調(diào)試工作。

6 結(jié)束語(yǔ)

省煤器煙氣旁路改造后機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，通過(guò)優(yōu)化省煤器出口擋板及旁路煙道調(diào)節(jié)擋板配合方式，調(diào)整省煤器入口部分高溫?zé)煔庵苯雍褪∶浩鞒隹跓煔饣旌希岣呙撓跸到y(tǒng)入口煙溫，達(dá)到機(jī)組50%-100%負(fù)荷段脫硝系統(tǒng)連續(xù)投入噴氨運(yùn)行的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄒縣發(fā)電廠《335MW機(jī)組脫硝運(yùn)行規(guī)程》[S].

作者簡(jiǎn)介：高培利（1973-），男，本科，工程師，主要從事：電站鍋爐運(yùn)行、技術(shù)管理工作。endprint