330MW机组SCR脱硝系统运行特性分析

2015-06-05隋秀坤

综合智慧能源 2015年6期

关键词：预热器煤质吉林

隋秀坤

（国电吉林江南热电有限公司，吉林吉林 132011）

330MW机组SCR脱硝系统运行特性分析

隋秀坤

（国电吉林江南热电有限公司，吉林吉林 132011）

以国电吉林江南热电有限公司330MW机组为研究对象，分析选择性催化还原（SCR）法烟气脱硝装置对锅炉的影响。基于锅炉基本参数、煤质参数以及SCR脱硝系统运行数据进行校核计算，提出了SCR脱硝系统的运行优化措施。

锅炉；选择性催化还原法；脱硝；环保；优化

0 引言

近年来，我国SO2，NOx排放量不断增加，区域性大气污染问题日趋明显。鉴于大气污染物对环境的不利影响以及目前火电厂排放控制的严峻形势，近几年国家制订了更为严格的法规、政策。由此可见，随着电厂环境排放标准的日趋严格，脱硝技术将成为各大电力企业尤其是火电厂的新关注点，我国的能源结构决定了以火电为主的格局在比较长的时间内不会改变。选择性催化还原（SCR）法脱硝技术是目前我国火电企业应用最为广泛的一种锅炉烟气脱硝技术，也是国际上火电企业使用的主流技术，我国已经投运和在建的火电厂烟气脱硝装置，大多采用的是SCR脱硝装置。本课题针对国电吉林江南热电有限公司2×330MW机组中的＃2机组SCR烟气脱硝设备，以实际锅炉基本参数、煤质参数、实际运行数据为依托，进行分析研究。

1 电厂概况及SCR脱硝装置布置方案

国电吉林江南热电有限公司位于吉林市区南约5.5 km处，SCR脱硝装置与锅炉同步建设，SCR反应器直接布置在省煤器之后空气预热器之前的烟道上。催化剂层数按2层运行1层备用设计，现为2层运行。在燃用设计煤种及校核煤种、锅炉最大连续出力（BMCR）工况、处理100%烟气量、2层催化剂条件下脱硝效率不小于80%。该机组设计煤质为内蒙古白音华褐煤，校核煤质为白音华褐煤与黑龙江龙煤按8∶2配比的混煤。锅炉燃煤煤质分析及煤灰成分分析见表1。

2 SCR脱硝装置对锅炉的影响

SCR脱硝装置对火电厂锅炉的影响大致可分为对锅炉设备及锅炉性能的影响。对锅炉设备的影响体现在空气预热器、引风机和烟道等方面；对锅炉性能的影响主要体现在锅炉效率、烟气成分等方面。

表1 锅炉燃煤煤质分析及煤灰成分分析

2.1 对空气预热器的影响

SCR脱硝装置在脱硝过程中所产生的硫酸氢铵会对空气预热器的运行带来较大的负面影响：硫酸氢铵牢固黏附在空气预热器传热元件的表面上，使传热元件发生强烈腐蚀、积灰；同时还会导致空气预热器的阻力增加，降低传热元件的换热效率。因此，应重新调整空气预热器的设计结构，避免或减少因堵灰严重而降低锅炉的效率。

2.2 对除尘器的影响

静电除尘器的除灰效率受灰尘的比电阻影响很大，SCR脱硝装置逃逸一定的氨气，有利于提高飞灰的团聚效果，对提高电除尘器的除尘效果有一定的益处，对袋式除尘器和输灰系统几乎没有影响。本案例使用的是袋式除尘器，故此项影响可忽略。

2.3 对锅炉效率的影响

在锅炉烟气中混入氨气与空气的混合气体后，SCR的还原剂会吸收一部分烟气热量。采用低氮燃烧技术后，烟气中NOx的体积分数一般为0.2‰左右，不会显著影响烟气的辐射传热，也不会明显改变烟气的性质和流量，因此不会对对流传热造成影响，相对于整个锅炉烟气而言其影响甚微。由于增加了SCR装置，烟气成分发生了微小变化，空气预热器入口烟温比原设计温度下降约5℃，对锅炉效率的影响很小，一般不考虑。

3 锅炉SCR系统的校核计算

＃2机组SCR系统采用高灰段布置方式，反应器布置在锅炉省煤器出口和空气预热器之间，采用1炉2反应器的结构。SCR系统的还原剂采用液氨，反应器以蜂窝式催化剂进行设计。根据该机组所用煤质参数以及150～280MW工况下分散控制系统（DCS）所记录的SCR相关数据，对该系统的脱硝效率、喷氨量等参数进行校核计算，计算结果见表2。

由表2可以看出，＃2机组的SCR脱硝系统基本达到最初设计时的要求，但从A，B两侧脱硝效率来看，锅炉负荷、磨煤机运行数量及烟气流量的变化对脱硝效率的影响较大；180MW负荷时3台磨煤机已不能满足要求，需要启动第4台磨煤机，但此时进入炉膛的风粉配比改变，入口NOx质量浓度增大，此时需要增加喷氨量及降低氧量来进行调整，280 MW工况时亦是如此；另外，烟气和氨在进入SCR反应器之前进行混合，如果还原剂和烟气混合不均匀，还原效率就会降低。可以采取以下措施对脱硝系统运行进行优化。