机组低负荷期间如何降低炉膛出口氮氧化物含量

2014-09-14陈磊CHENLei

价值工程 2014年1期

陈磊CHEN Lei

（中电投协鑫滨海发电项目筹建处，滨海224500）

0 引言

脱硝系统采用选择性催化还原法（SCR）脱硝方案，系统布置于省煤器之后，空预器之前，属于高尘布置方式。在设计煤种及校核煤种、锅炉最大工况（BMCR）、处理100%烟气量条件下脱硝装置脱硝率保证值大于80%，烟囱出口氮氧化物小于100mg/Nm3。我司锅炉高负荷期间，脱硝系统正常投入运行，均可以达到该目标。由于火力发电厂调峰幅度较大，机组负荷低于500MW，脱硝反应器入口温度较低，烟气中含SOx继续注入氨，那么在催化剂层会生成硫酸氢铵（NH4HSO4）。它会导致催化剂的微孔结构闭塞，性能下降；另外粘稠的硫酸氢氨极易和烟气中的飞灰形成板结物造成空预器堵塞，影响机组安全运行。这种情况如果在短时间内能回到正常运行的高温区，硫酸氢铵会分解，催化剂性能会恢复。但如果长时间停留在低温区，或在短期内频繁地陷入低温区运行的话，即使再回到高温区，性能也难以恢复，结果会使寿命缩短。因此，本装置可正常使用的最低温度，确定为能保证催化剂性能的280℃（启动时270℃），绝不允许在280℃以下运行。我司热工保护采取脱硝反应器入口温度小于307℃，脱硝系统退出，造成出口氮氧化物偏高，最终导致环保指标达不到要求，致使公司造成不必要的经济损失。

1 磨煤机不同层次的投停，对炉膛出口氮氧化物含量的影响

炉膛早期的燃烧区域及后期燃烧区域的温度，对NOx生成及还原有着较大的影响，尤其后期燃烧及再燃烧区域温度太低、太高均不利于NOx的还原，所以磨煤机不同层次的投停，可适当的控制炉膛燃烧区域的温度。

通过以上实验数据分析可以得：最佳选择A、C、D磨运行。

表2 机组负荷500MW，炉膛出口氮氧化物含量

通过以上实验数据分析可以得：同时考虑到A、B、C磨运行，容易引起后墙水冷壁悬吊管出口壁温超温和后墙水冷壁屏管出口壁温温度偏差较大。B、C、D磨运行在机组低负荷时候安全方面带来较大的隐患。A、B、E磨运行，由于间隔两台磨煤机，同样安全方面存在较大隐患。故选择A、C、D磨运行方式较为合适。

1.1 二次风的配风对炉膛出口氮氧化物含量的影响

第一种配风方案：

表3

实验前后炉膛出口氮氧化物含量对比：

表4 机组负荷400MW，炉膛出口氮氧化物含量

实验前后炉膛出口氮氧化物含量对比：

表5 机组负荷500MW，炉膛出口氮氧化物含量

第二种配风方案：

表6

实验前后炉膛出口氮氧化物含量对比：

表7 机组负荷400MW，炉膛出口氮氧化物含量

实验前后炉膛出口氮氧化物含量对比：

表8 机组负荷500MW，炉膛出口氮氧化物含量

由试验对比二次风配风两种方案可得：第二种方案相对比较更好。

1.2 尽量降低煤粉细度，二次风合理配置，使煤粉达到分级燃烧，NOx的还原率也会有所提高

随着煤粉细度的减小，煤粉挥发分析出速度与燃烧速提高，挥发分快速析出，使的原来的燃烧化学反应平衡受到破坏，平衡向着有利于析出更多的挥发分方向移动，从而达到一个新的平衡。同时意味着燃料中会有更多的含氮的功能团参加析出挥发分的反应，会生成较多以挥发分形式析出的氮。所以在燃烧过程中，随着煤粉细度的减小，煤中的氮以挥发分氮形式析出的份额可能会增加，相反以焦炭形式析出的氮会减小。此外，煤粉燃烧时，粒径越小，燃烧速率越快，氧气的加速消耗，颗粒表面附件的氧气分压力降低越快，从而生成了大量的CO气体，所以在燃烧过程中炭颗粒表面的还原气氛随之加强，从而使得部分以焦炭形式析出的燃料氮NOx被还原，从而得出煤粉细度越细，NOx的还原率也会有所提高。