脫硝超低改造后存在的問題及防范

田維寬

摘 要：根據國家節能減排的要求，貴州華電大龍發電有限公司#1、#2機組在18年前后完成脫硝增容改造。煙氣脫硝采用選擇性催化還原（SCR）工藝，單臺機組脫硝催化劑按“3+1”布置，初裝三層，超低改造時將原備用層安裝一層新催化劑，共計四層催化劑運行，此外還完成引增合一改造。對脫硝超低技改后可能發生的問題進行分析，并在運行調整過程中進行防范。

關鍵詞：脫硝技改;存在問題;防范措施

一、概況

貴州華電大龍發電有限公司#1、#2爐為東方鍋爐廠生產的自然循環汽包鍋爐，鍋爐本體呈"∏"型布置，固態排渣爐、鋼架固定結構、爐膛接近正方形，水平濃淡噴燃器四角布置，設計煤種為水城貧煤，但實際運行煤種比較雜。根據國家節能減排部署，公司對2×300MW機組在2018年實施超低排放改造，配套實施低氮改造和引增合一改造。脫硝工藝采用低氮燃燒（LNB）法 +選擇性催化還原法（SCR）法，鍋爐通過LNB改造以后，將NOx控制在650mg/Nm3以內;SCR脫硝裝置在BMCR工況、處理100%煙氣量條件下，按入口NOx濃度650mg/Nm3、出口NOx濃度小于50mg/Nm3設計，脫硝效率不小于92.3%，催化劑層數按4層設置。針對脫硝技改后可能發生的問題進行分析，提出相應的防范措施，為確保機組的安全、穩定、長周期運行提供一定的幫助。

二、脫硝改造后存在的問題

1.采用低氮燃燒器，由于燃燒器布置比較集中，爐膛內又敷設衛然帶，在燃用高揮發份、低熔點的煤種時，鍋爐很容易發生結焦現象。

2.根據脫硝反應器的安裝分析，煙氣通過省煤器后，經過一段水平煙道在從反方向向上流進反應器前的噴氨格柵，在進入反應器。煙氣進入噴氨格柵前，由于煙氣轉彎比較大，大量的飛灰在重力、慣性力的作用下，將會沉積在省煤器出口處的灰斗和煙道內，如省煤器輸灰出力不足或省煤器輸灰系統頻繁發生故障，不能及時將積灰輸送走，將會發生煙道的堵塞，增加系統的阻力，機組運行出力可能受到影響。

3.安裝脫硝裝置后，在運行調整過程中，如果未能較好的控制氨氣逃逸量以及SO2的轉化率，逃逸的氣態氨形成硫酸氫銨，在空預器冷段發生凝結，造成空預器堵塞，運行差壓升高，煙氣側壓差遠超設計值，造成送風機、一次風機和引風機電耗升高，空預器換熱效率下降，排煙溫度上升，影響機組運行安全性和經濟性，因此回轉式空氣預熱器堵灰已成為各電廠普遍存在的問題。

4.由于三次風燃燒器距離主燃燒區域較遠，又布置在燃燒器的上部，目前制粉系統的帶粉情況比較嚴重，會造成大量三次風燃燒器內的煤粉不能充分燃燒、燃盡，造成飛灰可燃物的增加。

三、防范措施

1.防止結焦措施

1.1加強燃料管理

（1）因煤種的變化是導致結焦的最主要的原因，特別是燃用灰熔點低、揮發份相對較高的煤種，如運行調整未能及時跟上，使燃煤進入爐膛燃燒時著火提前，粘附在水冷壁上的灰渣較多，傳熱降低使水冷壁處的溫度升高，從而造成壁面結焦、積渣。因此必須加強燃運的配煤摻燒工作，使燃用煤種接近設計煤種是防止爐膛結焦最重要的措施。

（2）加強燃料配煤摻燒工作，制定《關于燃煤摻燒的有關規定》，要求對入爐煤進行搭配摻燒。尤其是揮發份高的煤，要與揮發份低的煤摻燒，使煤種進一步接近設計煤種。運行值長應督促燃運加強燃煤混配，保證燃煤揮發分的相對穩定，燃運應盡可能將燃煤揮發份Vad控制在10%～12.5%之間，以保證鍋爐燃燒穩定。

1.2 加強運行管理

（1）嚴格執行《關于吹灰的管理規定》，正常運行時每周五對鍋爐進行一次全程吹灰，如檢查發現低溫再熱器入口煙氣溫度在700℃（設計735℃）以上應加強吹灰次數。

（2）加強清焦工作，對看火孔、檢查孔的焦，要求隨時清除。

1.3 加強運行調整

（1）降低爐膛中心煙氣溫度，為使爐膛中心溫度不能過高，應采取以下方式進行調節;

a合理的使用一、二次風，對燃用揮發份較高的煤種時，提高一次風速（一次風壓控制在6.0Pa以上）和二次風壓，延遲煤粉的著火時間;

b合理分配給粉機負荷及盡量采用均等配風方式，分散爐膛中心熱負荷負荷，降低爐膛中心溫度;

c各值在當班期間必須要求化學專業在接班后2h內將本班的煤質揮發份通知鍋爐主值班員，及時了解本班入爐煤樣分析情況，根據煤質信息指導鍋爐燃燒調整，做到超前調節。

d值班員必須注意觀察燃燒器的結焦情況以及冷灰斗的掉焦情況，如發現燃燒器結焦多和冷灰斗掉軟焦，應及時調整燃燒控制結焦。

（2）保持適當的過剩空氣量

當煤粉燃燒時，因為空氣和煤粉不可能非常均勻的接

觸。因此，除了必要的空氣量以外，還需要一部分過量空氣來彌補。保持一定的過剩空氣系數（空預器入口氧量控制在4.5～5.0%）。

（3）保持合適的煤粉細度（R90）和均勻度

根據煤質情況及時調整煤粉細度，燃煤Vad在8.5%以下控制煤粉細度在4%～5%之間，燃煤Vad在12.5%以下控制煤粉細度在6%～8%之間， 燃煤Vad在12.5%以上，控制煤粉細度在8%～12%之間。

2.防止積灰、堵塞

2.1根據負荷分配情況，合理調整入爐煤熱值，負荷（>250Mw）在高峰期，燃用熱值高（Qnet>18MJ）的煤種，降低燃燒所產生的灰量，緩解省煤器輸灰系統的輸灰壓力。負荷（<250Mw）在低谷期，燃用熱值偏低（15MJ<Qnet<18MJ）的煤種。

2.2加強省煤器輸灰系統的巡檢和設備的檢修質量，降低輸灰系統的故障停運率，使在運行過程中確保省煤器輸灰系統能正常輸灰，

2.3如省煤器輸灰出力不夠，在條件具備情況下，對省煤器輸灰系統進行改造，提高輸灰出力。

2.4通過提高SCR反應器的脫硝效率，并加強對脫硝運行參數系統的監視、定期測量NOx流場、嚴格控制氨氣的噴入量的均勻性，將氨氣的逃逸量控制在3.0ppm以內，減少氨氣與SO3的反應，控制硫酸銨鹽的生成。提高脫硝效率運行調整措施如下：

（1）嚴格控制反應器入口的煙氣溫度，將煙氣溫度控制在330℃～420℃之間，最好讓煙氣溫度接近設計值380℃ 。

（2）適當降低過剩空氣系數，嚴格控制入爐煤的水份，適當減少煙氣量，起到降低煙氣流速，使氨氣、NOx在反應器的停留時間延長，并充分反應。

（3）加強對反應器的吹灰，減少反應器積灰，影響提高催化劑的活性。

（4）每次停機必須檢查噴氨格柵噴嘴的堵塞情況，發現有堵塞及時進行處理，確保噴嘴無堵塞，使氨氣能與煙氣充分的混合。

（5）嚴格控制入爐煤的硫份，降低SO3的生成量，減少硫酸銨鹽的產生對反應器和空預器造成堵塞。

（6）額定負荷下，通過燃燒調整將反應器入口NOx濃度控制在650mg/Nm3以內，減少噴氨量。

2.5為進一步控制空預器的堵塞，除了通過以上調整方法外，還可以通過增加暖風器技術、熱風再循環技術、空預器升溫技術和風量分切防堵灰技術進行控制。

（1）暖風器技術：鍋爐暖風器是利用汽輪機低壓抽汽加熱空氣預熱器進口空氣的熱交換器。加裝暖風器，使進入空氣預熱器的空氣溫度升高，空氣預熱器壁溫升高，從而可防止低溫腐蝕。

（2）熱風再循環技術：熱風再循環改造方式是，在空氣預熱器二次風出口處增設一段風道，另一端連接到送風機之前的冷風入口處，從預熱器出口中抽出一部分熱風，與入口的冷風混合，以提高入口風溫，從而提高冷端溫度。

（3）空預器升溫技術：空預器升溫技術是指在機組低負荷運行時，關閉單側空預器熱二次風擋板或單側送風機停運，使單側空預器只通煙氣，提升空預器整體溫度，短時間提升到硫酸氫銨沸點以上，達到蒸發硫酸氫銨的目的。

（4）風量分切防堵灰技術：風量分切防堵灰技術是從空預器轉子轉到煙氣側之前分出一個風倉作為循環風倉，使原有的三風倉空預器變為四風倉空預器，分出的循環風倉用風道連接，利用循環風機或高壓熱風使空氣在風倉和風道中不斷循環，循環風在空預器熱端吸熱，生成300℃左右的熱風，熱風從下端進入空預器冷端，對冷端進行加熱，釋放熱量，每次循環完成一次吸放熱的過程。

3.降低飛灰可燃物

3.1加強對制粉系統的調整

（1）嚴格控制排粉機的出力，將排粉機電流控制在45A以內，降低制粉系統的通風出力，可減少三次風的帶粉量。

（2）保持制粉系統的給煤均勻，不能出現頻繁抽分，有利于爐膛燃燒的穩定。

（3）加強設備的巡檢，確保制粉系統鎖氣器動作正常，細粉分離器下粉暢通。

3.2在反應器入口NOx<650mg/Nm3的情況下，通過燃燒調整進一步提高爐膛溫度，使煤粉燃盡。

3.3在停運燃燒器時，盡量不停運上層燃燒器，可增強主燃燒區與三次風煤粉的燃燒。

3.4通過開大上層風門的開度，使三次風煤粉有向下壓的趨勢，讓主燃燒區將三次風煤粉盡快引燃。

3.5根據入爐煤煤質情況嚴格控制煤粉細度如下表：

四、總結

針對脫硝技改后存在的問題，各電廠必須根據自身設備的實際情況和環境因素，選擇符合本廠的調整方法的防堵技術的使用。根據運行實際情況和所存在的問題，要從設備的設計、安裝、運行調整、燃煤摻配等方面分析問題，并針對性的制定相關的防范措施，確保進行脫硝技改后設備能安全、穩定、經濟的運行。

參考文獻

[1]《大型電站安全及優化運行技術》 中國電力出版社

[2]《鍋爐設備運行技術問答》中國電力出版社

[3]《電站鍋爐運行與燃燒調整》中國電力出版社

[4]《燃煤電廠煙氣脫硝設備及運行》機械工業出版社