300MW級機組脫硝改造后制粉系統運行方式優化

摘 要：通過對制粉系統運行方式進行優化，降低了制粉電耗，解決了備用制粉系統粉倉溫度高的問題，提高了機組的安全可靠性，同時，降低了脫硝入口NOx，降低了氨氣消耗量，減少了硫酸銨鹽的生成量，降低了預熱器堵塞的幾率。

關鍵詞：燃燒器；排粉機；制粉系統；制粉電耗；脫硝入口NOx；氨氣消耗量；粉倉溫度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.002

1 概述

該電廠#1～4機組為335MW機組，鍋爐為東方鍋爐廠生產制造的DG1000/170-Ⅰ型汽包爐。每臺鍋爐配備四套中間儲倉式乏氣送粉制粉系統，自下而上為甲乙丙丁，每套制粉系統配備一臺350/700鋼球磨煤機、一臺離心式排粉機、六臺給粉機，其中甲乙丙排粉機為變頻方式。燃燒器為四角切圓、直流式低氮燃燒器。該廠335MW機組采用選擇性催化還原脫硝（SCR）工藝，以液氨為還原劑，于2016年11月全部完成脫硝超低排放改造，催化劑由兩層增加至三層，脫硝入口NOx設計值為450mg/Nm3，出口設計值為50mg/Nm3，設計氨氣消耗量為182kg/h。

2 該電廠4臺335MW機組存在的問題

（1）制粉系統正常運行方式為甲、乙、丙或甲、乙、丁，丙或丁制粉系統交替備用。但由于丁排粉機沒有進行變頻改造，排粉機電流比丙排粉機電流平均高21A左右，甲、乙、丁制粉系統運行時，制粉電耗較高。（2）當甲、乙、丁制粉系統運行時，由于丙組燃燒器周界風和給粉機對應的二次風門全關后的漏風原因，脫硝入口NOx正常維持在400mg/Nm3～500mg/Nm3范圍內，噴氨量偏大。而甲、乙、丙制粉系統運行時，脫硝入口NOx正常維持在300mg/Nm3～400mg/Nm3范圍內，噴氨量一般在100kg/h左右。（3）粉倉內的煤粉與空氣中的氧長期接觸而氧化時，粉倉粉溫經常超過80℃。為了保證機組安全，經常啟動四套制粉系統降粉溫，導致排煙溫度、脫硝入口NOx、噴氨量大幅升高，嚴重時造成NOx排放小時均值超標；降粉溫時，由于粉倉粉溫長期偏高，給粉機頻繁出粉不均，造成爐膛壓力、汽溫、汽壓大幅變化，嚴重影響機組的安全運行。（4）脫硝超低排放后，三氧化硫轉化率升高，氨氣消耗量增加，氨逃逸量增加，硫酸銨鹽的生成量相應增加，加劇了預熱器的堵塞風險。

3 分析解決問題的思路

通過對存在的問題進行分析，通過試驗確定制粉系統運行方式優化方案。

3.1 原因分析

（1）一是丁排電流比丙排電流大，二是由于頻繁降粉溫且給粉機出粉不均，被迫四套制粉系統長期運行。沒有發現明顯的漏風點；煤粉存粉長時間不流動，造成粉溫高。（2）NOx的生成形式有燃料型、溫度型和快速型三種。燃料型NOx是燃料中含有的氮化合物在燃燒過程中熱分解而又接著氧化而生成的NOx。燃料型NOx占NOx生成總量的95%左右。低氮燃燒器一般要求控制燃燒區過量空氣系數在0.85～0.95%之間。甲、乙、丁制粉系統運行時脫硝入口NOx偏高。

3.2 通過試驗確定解決問題的方案

（1）通過試驗，降低制粉電耗。停運乙制粉系統，保持甲丙丁制粉系統運行，丁排粉機電流比丙排粉機電流高26A，功率高200kW/h左右。（2）在氮氧化物（NOx）選擇性催化還原過程中，通過加氨（NH3）可以把NOx轉化為氮氣（N2）和水（H2O）。因為煙氣中95%以上NOx是以NO形式存在。（3）長期保持甲、乙、丙制粉系統運行就能降低廠用電率及脫硝入口NOx，降低噴氨量，同時也降低預熱器堵塞的風險。

3.3 制粉系統運行的優化方案

（1）確定制粉系統正常運行方式為甲、乙、丙制粉系統運行，丁制粉系統長期備用。每兩天進行一次燒粉工作，每次將粉倉粉位降至0.5m～1m范圍內。（2）燒粉結束后，應及時啟動丙磨煤機運行，停丙磨煤機前必須保持丙粉倉粉位3.5m以上且維持1.5小時，目的是向丁粉倉塌粉使丁粉倉有一定的粉位。（3）每月定期進行丁制粉系統切換工作。要求磨煤機運行時間大于6個小時后可根據機組負荷情況切回原運行制粉系統。（4）當備用制粉系統粉倉粉溫高時，必須啟動排粉機降粉溫。

4 制粉系統運行優化后的效果

制粉系統的運行優化，降低了制粉電耗率和氨氣消耗量，解決了備用制粉系統粉倉粉溫高、給粉機出粉不均的問題。

4.1 節約制粉耗電成本

本項目實施后，由于丙排粉機長期運行，單臺爐丙排粉機電流平均比丁排電流低21A，一臺機組每小時節電為：21×1.732×6×0.85=

185.49kW/h。按每年設備利用小時數按6000小時（則丁排粉機少運行3000小時）、每度電0.407元計算，四臺機組全年節約資金：185.49×3000×0.407×4=90.6萬元

4.2 節省氨氣成本

335MW機組設計煙氣量為1082015Nm3/h，已知NO2摩爾質量為46g/mol、NH3摩爾質量為17g/mol，按每年設備利用小時數按6000小時（則丁排少運行3000小時）、脫硝入口NOx降低量ΔNOx=100mg/Nm3、機組平均負荷為250MW、氨氣消耗量按NH3/ΔNOx摩爾比=1、每噸液氨單價為2500元計算，四臺機組全年節約資金：100×1082015×250/335×17/46÷1000000000×3000×2500×4=89.5萬元

4.3 機組安全運行得到了保障

制粉系統運行方式優化后，甲、乙、丙制粉系統長期運行，定期啟動丁排粉機運行燒粉倉，備用制粉系統粉倉溫度得到了有效的控制，保證了粉倉運行安全，給粉機出粉均勻，鍋爐的燃燒狀況明顯改善，蒸汽參數、爐膛壓力穩定。

5 結束語

四臺機組制粉系統運行方式按相同方案進行優化，解決了制粉電耗高的問題，控制了粉倉溫度，減少了制粉系統爆炸、給粉機出粉不均燃燒不穩的風險，保證了機組及人員安全。降低了脫硝入口NOx，降低了噴氨量，降低了預熱器堵塞的風險，減少了環境污染，對其它電廠相同類型制粉系統的機組有推廣和借鑒意義。

參考文獻：

[1]火力發電企業運行規范化管理導則[S].

[2]國家能源局頒.火電廠煙氣脫硝（SCR）系統運行技術規范DLT 335-2010[S].

作者簡介：高培利（1973-），男，本科，工程師，主要從事電站鍋爐運行技術管理工作。endprint