神福鴻電4號機組環保改造對鍋爐風煙系統的影響

郭航

摘 要：針對神華福能發電有限責任公司4號機組環保改造后對風煙系統實際運行情況產生的影響，本文提出了通過及時掌握燃煤成分、嚴格控制運行噴氨量，防止過量噴氨、燃盡風調整、適當增加空預器頻次等對應防范措施，經過實際運行對比發現，實施合理的運行參數調整有效的減小了改造后對鍋爐風煙系統阻力產生的影響，確保機組安全經濟穩定運行。

關鍵詞：脫硝改造；風煙系統；排煙溫度；廠用電率

中圖分類號：TK229.63 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0160-02

Abstract：The effect of No. 4 unit of environmental transformation on the actual operation of the flue gas system for Shenhua Funeng Power Generation Co.， Ltd. In this paper， the corresponding preventive measures are proposed.It ensures the efficient and economical operation of the unit.

Key words： Denitrification transformation；the flue gas system；Smoke temperature；The power consumption rate

隨著國家節能減排要求的日益嚴格，現燃煤鍋爐均安裝SCR脫硝系統。為滿足超低排放需要，神華福能發電有限責任公司4號機組對脫硝及脫硫系統進行改造，改造后鍋爐煙氣系統阻力明顯增加，對鍋爐的正常運行產生了一定的影響。

1 神福鴻電4號機SCR脫硝系統簡介

1.1 神福鴻電4號機SCR脫硝現場布置情況

神福鴻電3、4號機組鍋爐各配置2臺SCR脫硝反應器，3、4號機組公用一套氨供應系統。SCR反應器布置在鍋爐省煤器出口和空氣預熱器之間，在爐后消防通道的上方，不設旁路。在日常燃用煤種、鍋爐BMCR工況、處理100%煙氣量條件下脫硝總效率大于80%，要求SCR出口NH3逃逸率≤3ppm，SCR出口NOx含量≤50mg/Nm3。自4號爐C修脫硝系統改造后，SCR部分的催化劑層數由原2層增加到3層。

1.2 神福鴻電4號機脫硫系統現場布置情況

神福鴻電脫硫系統主要包括如下設備及設施：吸收塔本體、4臺漿液循環泵、2臺石膏漿液排出泵、4層吸收塔噴淋層、2臺氧化風機、1套屋脊式兩級除霧器及其沖洗水系統、攪拌器、漿液循環泵入口濾網等部件，還包括輔助的排空系統等。

在吸收塔內煙氣自下而上與四層噴淋漿液逆流接觸，并發生反應，煙氣中的SO2、SO3被吸收劑吸收與其反應生成亞硫酸鈣，并與被氧化風機鼓入吸收塔中的氧化空氣反應而生成硫酸鈣，結晶生成石膏，脫硫后的煙氣經過吸收塔頂部的兩級除霧器除去煙氣中攜帶的大部分液滴后，經脫硫出口進入煙囪排向大氣。

此次C修，脫硫塔對除霧器、湍流裝置由原簡單折角式改為旋匯耦合高效脫硫裝置，提高了煙氣在脫硫塔中阻力和滯留時間，改造后煙氣在脫硫塔內阻力能夠在原基礎上提高1.1kpa。

2 SCR脫硝及脫硫塔內部改造后對鍋爐運行的影響

2.1 SCR脫硝及脫硫塔內部改造后對鍋爐運行的影響

脫硝系統SCR反應器布置在省煤器出口和空預器入口之前的高灰區域，主要用于脫除煙氣中的NOX。經過此次C修，神福鴻電脫硝系統反應器中催化劑由原來2層布置改為3層布置，脫硝系統產生的煙氣阻力包括煙氣在煙道中的沿程阻力、局部阻力和催化劑本身的阻力，催化劑層數的增加，提高催化劑本身的阻力，造成整個煙道阻力增大。

2.2 4號機鍋爐風煙系統C修改造后參數變化數據（如表1和表2所示）

2.3 風煙系統改造后參數變化分析

煙道阻力的增加，在一定程度上也增加了送風機、一次風機的電耗。引風機汽輪機C修前后對比，轉速增加了近300rpm，影響了引風機汽輪機的汽耗，鍋爐的散熱損失增加。另外，由于風煙系統阻力增大，體積流量減小的雙重因素使引風機的運行點向不穩定區域移動，在低負荷工況下，容易發生搶風。

2.4 鍋爐煙氣阻力增大后對再熱器的影響

另外此次C修后，我們也發現在機組負荷變化中再熱汽溫難以控制和維持。這是因為再熱器處于鍋爐對流換熱區域，在對流換熱中，傳熱量和煙氣流速有直接的關系，所以煙道阻力過大造成煙氣流速減慢會降低對流過熱器和再熱器的吸熱量。造成排煙熱損失過大，從而令再熱汽溫難以控制和維持。

2.5 機組長周期運行，對SCR反應器催化劑的影響

機組長周期運行中，飛灰顆粒可能沉積堵塞催化劑表面的微孔，細小的飛灰顆粒甚至凝結成固體顆粒結垢堵死，對鍋爐安全運行帶來影響。我廠SCR采用板式催化劑，C修后3層布置，共配置48臺聲波吹灰器，吹灰汽源使用壓縮空氣定期程控吹灰，每次單層4支吹灰器吹灰，定期循環。聲波吹灰器的正常投入，是保證SCR反應器催化劑不堵塞的重要因素。

2.6 機組長周期運行，對空預器壓差的影響

機組長周期運行中，SCR脫硝運行中必然發生部分氨逃逸。逃逸的氨在空預器中與SO3生成硫酸氫氨。

NH3+SO3+H2O=NH4HSO4；

由于硫酸氫氨物理性質較粘，容易吸附煙氣中的灰塵，運行久后，容易造成空預器堵塞，影響機組安全穩定運行。根據同類型機組空預器堵塞物的化學分析，堵塞物30%以上為硫酸氫氨，由于硫酸氫氨的露點為147℃，我廠空預器出口煙氣溫度一般在115℃左右。因而可能在空預器冷段產生硫酸氫氨沉積。鍋爐燃燒產生的煙氣經過SCR反應器和空預器熱段后，煙氣溫度降低，煙氣當溫度降至185℃以下時，煙氣中攜帶的氣態硫酸氫氨在空預器冷段凝固結垢，從而導致空預器壓差增大，從而影響空預器的換熱效果。

3 防止風煙系統壓差高的措施

（1）加強風煙系統一次風、二次風及煙氣側壓差、各風機風量、電流、轉速、動靜葉開度監視。

（2）嚴格按照規定進行鍋爐吹灰及專業風煙系統控制措施。

（3）加強鍋爐本體、煙氣余熱系統、SCR脫硝系統的吹灰運行情況監視，確保吹灰投入正常。

（4）掌握燃用煤種含硫量，若燃用高硫煤應提前知會輔控監盤人員，根據情況啟動漿液循環泵。

（5）根據機組實際負荷工況、燃用煤種適當調整開大鍋爐燃盡風風門，令未燃盡氣體在燃盡風區域充分燃燒，達到降低NOx排放的目的。

（6）加強與輔控專業溝通，盡量在引風機轉真自動之后，再啟動漿液循環泵。

（7）嚴格控制SCR運行參數，在運行中針對經常的運行工況進行調勻試驗。以使入口煙氣流速、溫度和濃度均勻；同時調整噴氨格柵各個噴口，使NH3混合均勻，保證脫硝出口的NOx含量和NH3均勻，避免局部氨逃逸量超標，正常運行嚴格控制NOx指標，避免A、B兩側NOx排放偏差，防止過量噴氨，最終確保氨逃逸率不大于3ppm。

（8）SCR脫硝催化劑壽命一般為5年左右，隨著脫硝裝置運行，催化劑活性降低脫硝效率降低，氨逃逸率降低，應及時進行清洗。

（9）加強機組運行期間CEMS維護工作，確保采集數據的準確性，為運行人員提供可靠調整依據。

4 結語

脫硫、脫硝系統改造對鍋爐風煙系統阻力產生了較大的影響，實施合理的風煙系統運行參數調整，確保機組安全經濟穩定運行。通過進一步風煙系統優化調整試驗，減少運行操作風險，確保電網調度的負荷需要，為機組的長周期安全穩定運行奠定基礎。

參考文獻：

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