燃煤锅炉脱硝装置入口烟温低分析

任天宝

摘 要：国家环保政策日趋严格，越来越多的电厂进行脱硝系统改造。文章介绍了华能铜川照金电厂改造后的脱硝工艺流程，对脱硝系统运行中入口烟温低的问题进行了探讨和分析，总结了运行方面的经验。

关键词：燃煤锅炉；选择性催化还原；催化剂；脱硝效率

中图分类号：X773 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）04-0067-02

Abstract： The national environmental protection policy is becoming more and more strict， and more and more power plants are retrofitting the denitrification system. This paper introduces the technological process of denitrification after revamping was done in Huaneng Tongchuan Zhaojin Power Plant， discusses and analyzes the problem of low inlet gas temperature in the operation of denitrification system， and finally sums up the experience in operation.

Keywords： coal-fired boiler； selective catalytic reduction； catalyst； denitrification efficiency

引言

火电机组低负荷运行时，容易造成脱硝装置入口烟温降低，致使脱硝系统不能正常运行，为满足低负荷脱硝系统正常运行，一方面可以进行设备改造，另一方面从运行上优化调整，本文即从运行优化方面进行阐述。

1 选择性催化还原法原理

目前电厂脱硝方法主要有选择性催化还原法（SCR）和非选择性催化还原法（SNCR）以及在二者基础上发展起来的SNCR/SCR联合烟气脱硝技术。选择性催化还原（SCR）技术是目前应用最多而且最有成效的烟气脱硝技术，它是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下，NH3优先和NOx发生还原脱除反应，生成氮气和水，而不和烟气中的氧进行氧化反应，其主要反应式为：

在没有催化剂的情况下，上述化学反应只是在很窄的温度范围内（980℃左右）进行，采用催化剂时其反应温度可控制在300-400℃下进行，相当于锅炉省煤器与空气预热器之间的烟气温度。脱硝系统催化剂的工作温度是有一定范围的，温度过高（>450℃）时，催化剂会加速老化；当温度在300℃左右时，在同一催化剂的作用下，另一反应也会发生：

即生成氨盐，该物质粘性大，易粘结在催化剂和锅炉尾部的受热面上，影响锅炉运行。

2 我厂脱硝工艺流程

华能铜川照金电厂装设二台600MW亚临界参数燃煤空冷发电机组，锅炉为哈尔滨锅炉厂设计制造的HG2070/17.5YM9型锅炉，最大连续蒸发量为2070t/h。锅炉采用四角切园布置的低氮燃烧器，并配有等离子点火系统，制粉系统采用冷一次正压直吹式，配备6台磨煤机，按照设计5台磨接带满负荷，一台磨备用。

电厂烟气脱硝采用选择性催化还原（SCR）脱硝工艺，一炉两个反应器，尿素储存、制备及供应区域等为公用系统。烟气脱硝装置主要包括尿素溶解槽、尿素溶液输送泵、尿素溶液储罐、尿素溶液循环泵、计量和分配装置、背压控制阀、热解炉（内含喷射器）、电加热器、烟气换热器及控制装置等。

系统流程（如图1）为：尿素用汽车送到尿素溶液配置车间，由人工经卸料口倒入设置在地面下的溶解槽内，用除盐水将干尿素溶解成40～50%质量浓度的尿素溶液，通过尿素溶液输送泵输送到尿素溶液储罐。尿素溶液经由输送泵、计量与分配装置、雾化喷嘴雾化后喷入热解炉内，在350-600℃的高温热风条件下，热解生成NH3、H2O和CO2，分解产物与热风在热解炉内混合均匀并喷入脱硝系统。在催化剂的作用下，氨气与烟气中的NOx反应生成氮气和水从而达到除去氮氧化物的目的。脱硝系统的反应器布置在省煤器与空气预热器之间，锅炉燃烧产生的飞灰将流经反应器。为防止反应器积灰，每层反应器入口布置有吹灰器，通过吹灰器的定期吹扫来清除催化剂上的积灰。

3 脱硝装置入口烟温低的危害

脱硝装置入口烟气温度低导致催化剂活性降低，若为了控制氮氧化物而喷入过量的氨气，则尾部烟道中的氨浓度将升高，氨逃逸增大，同时三氧化硫浓度升高。氨气和三氧化硫在烟气温度200-300℃时生成硫酸氢铵，这是一个粘稠性物質，会粘结在脱硝催化剂和空预器上，并吸附灰尘，造成脱硝催化剂和空预器堵塞，脱硝反应器及空预器压差缓慢升高，从而使引风机出力降低，影响机组出力。

4 低负荷脱硝装置入口烟温低解决措施

4.1 环境温度影响

脱硝系统对环境温度较为敏感，当环境温度降低时，要特别注意脱硝尿素喷枪及供回液管道结晶现象。在炉本体漏风一定的情况下，环境温度降低，脱硝装置入口烟温就偏低，造成尿素喷枪结晶堵塞的情况增多，因此要求机组启动及低负荷情况时多关注环境温度，当环境温度低时及时采取增加保温，投运伴热等措施，提高SCR入口烟温。

4.2 吹灰的影响

机组正常运行中要按时吹灰保证锅炉各受热面清洁，但在低负荷阶段，如果按照正常运行方式进行吹灰，会造成省煤器、水冷壁及过再热器吸热量增加，致使排烟温度降低，脱硝入口烟温不能满足要求，因此要求机组刚启动或低负荷时保持炉膛及省煤器暂停吹灰，烟道长吹也减少吹灰次数，减少受热面的吸热量，提高SCR入口烟温。endprint

4.3 磨组运行方式

我厂制粉系统为冷一次风正压直吹式，燃烧器为四角切圆燃烧，磨煤机布置6台，布置方式为自下而上依次是ABCDEF，负荷较低时通常采取ABCD运行，当脱硝SCR入口烟温不能满足投运条件时，可以切换D磨至E磨运行，采用ABCE方式隔层燃烧以提高提高脱硝入口烟温。

4.4 空冷背压

我厂是空冷机组，空冷背压对锅炉燃煤量影响较大，正常运行时为了保证供电煤耗和厂用电率的经济性，通常背压设定定值后不再改动，当脱硝装置入口烟温较低时，可相应的提高机组背压，增加燃煤量，增加烟气量，从而提高脱硝装置入口烟温。

4.5 空气预热器冷端平均温度

我厂空预期型式为三封仓回转式空预期，为了防止空预期冷端低温腐蚀，我厂规定空预期冷端平均温度设定75度，既保证空预期运行良好，又保证排烟温度经济。当脱硝装置入口烟温较低时，容易在空预期冷端生产硫酸氢铵腐蚀换热原件，此时可提高空预期冷端平均温度至80度甚至更高，一方面减少空预期低温腐蚀，一方面提高排烟温度。

4.6 低氮燃烧器

我厂锅炉燃烧器采用烟台龙源电力技术股份有限公司生产的双尺度低NOx燃烧器，布置8层高位燃尽风，四角共32个燃尽风风门。燃尽风喷口可以上下摆动±20°。当负荷低时，可以通过调节低氮燃烧器高位燃尽风，来上摆火焰中心，提高炉膛出口烟温，满足脱硝系统运行要求。

5 结束语

华能铜川照金电厂脱硝系统投运以来，运行安全稳定，环保效果明显，但在安全运行过程中也出现了一些问题，本文针对低负荷情况下脱硝装置入口烟温低的情况进行了分析和总结，并提出了相关建议，仅供同行参考借鉴，如有不足，敬请斧正。

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