热电厂烟气脱硝技术改造

胡小娟

（锡林郭勒职业学院，内蒙古锡林浩特 026000）

热电厂烟气脱硝技术改造

胡小娟

（锡林郭勒职业学院，内蒙古锡林浩特 026000）

随着我国经济实力的增强，耗电量也将逐步加大。有研究资料表明，假如继续不加强对烟气中氮氧化物的治理，氮氧化物的总量和在大气污染物中的比重都将上升，并有可能取代二氧化硫成为大气中的主要污染物。锡林热电厂#1机组进行脱硝技术改造，烟气采用选择性催化还原法（SCR）进行脱硝，对锅炉排放的烟气进行治理，增设SCR系统相关设备并进行系统改造，目前各项性能指标良好，出口氮氧化物参数稳定在70mg/Nm3。

烟气 选择性性催化还原法（SCR） 系统改造

1　锅炉概况

锡林热电厂机组容量2×300MW，每台300MW机组配备1台最大连续出力为1050t/h的锅炉，锅炉燃用褐煤。锅炉为亚临界参数，自然循环单炉膛，一次中间再热，低氮氧化物燃烧器、平衡通风，四角喷燃，紧身封闭，固态排渣，全钢架悬吊结构汽包炉。每台锅炉配备有两台电除尘器，除尘效率大于99.9%。每台锅炉配备2台静叶可调轴流式吸风机。

2　选择性催化还原法（SCR）

烟气脱硝工艺采用选择性催化还原法（SCR），还原剂为液氨。整个SCR系统分为两大部分，即SCR反应器和还原剂储存以及供应系统。SCR反应器布置在锅炉省煤器后、空预器前。液氨储罐设计为2 ×100m3，满足在设计条件下，每天运行24小时，连续运行7天的消耗量。设置2台液氨蒸发器，蒸发器能力按535-585kg/h设计。

2.1烟气流程

省煤器出口→SCR反应器进口烟道→导流板→氨气喷射格栅→烟气/氨气混合器整流器→反应器催化剂层→SCR反应器出口烟道→空预器。

2.2脱硝原理

选择性催化还原法烟气脱硝技术是指在催化剂和氧气存在的条件下，在较低的温度范围（330～427℃）内，将烟气中的NOx还原生成N2和H2O，减少NOx排放的技术。其工作原理如下：

当锅炉尾部燃烧时，脱硝反应器及其阀门附件能承受运行温度430℃（每次不大于5小时，一年不超过三次）的考验，而不产生任何损坏。保证满足锅炉各种负荷工况烟气量的要求，烟道设计温度为427℃，设计压力为±5800Pa，瞬时不变形承载能力不低于±8700Pa。

2.3系统改造

2.3.1反应器

反应器采用高灰型布置工艺，每台锅炉设两台反应器，反应器内的烟气竖直向下流动，布置在省煤器后空预器前。反应器内的催化剂支撑钢梁设置为二层（层间距离不小于3.3m）。反应器内部各类横向的加强板、支架、密封、钢架等不得采用工字钢梁或者槽钢，全部采用方型或者长方型（内空）钢梁，设计成不易积灰的型式，同时必须考虑热膨胀的补偿措施，反应器的设置必须满足远期蜂窝催化剂和板式催化剂互换的需要。

2.3.2导流板

在SCR反应器入口烟道中设置导流板，从而使进入SCR反应器的烟气更均匀。为保证回到空气预热器的烟气流场分布均匀，根据CFD模拟烟气流场的情况，在连接烟道内设置若干导流板，以消除流场的不均匀性。在外削角急转弯头处、变截面收缩处设置若干导流板，以消除流场的不均匀性。

在缓转弯头中，当烟道的两邻边的比值为2/3≤1.3时宜装设导流板。当a/b＜0.8时，装设1～2片；当a/b=0.8～1.3时，装设1片。具体如图1所示。

2.3.3吹灰系统

因为铵盐及飞灰中的小颗粒沉积在催化剂的小孔中，致使烟气不能顺利流通，这样就会阻碍NOx、NH3到达催化剂活性表面，引起催化剂钝化。对此，除合理进行系统设计，选用合适的催化剂内烟气速度外，很重要的一点就是要对催化剂定期吹灰，本系统采用半伸缩耙式蒸汽吹灰器与声波吹灰器联合吹灰方式。

2.3.4稀释风机

氨在空气中的体积浓度达到15～28%时，会形成II类可燃爆炸性混合物。为保证注入烟道的氨与空气混合物绝对安全，喷入反应器烟道的氨气应为经空气稀释后的8%以内的氨气混合气体。稀释风机应能适应锅炉40～100%BMCR负荷下的正常运行，并留有一定裕度，风量裕度不低于10%（设计工况下的最大风量），风压裕度不低于20%。

2.3.5氨区系统

本系统建设规模是2台300MW机组建设脱硝装置。公用系统还原剂储存及制备区中液氨储罐容积按4×300MW耗量考虑，蒸发器和缓冲罐按2×300MW设计，预留扩建2×300MW的位置；在BMCR工况及烟气中NOx含量为400mg/Nm3时，单台机组的液氨耗量不大于147kg/h。

液氨由液氨槽车送来，利用液氨槽车自身压力及液氨卸料压缩机增压的方式将液氨由槽车输入至液氨储罐内贮存，并利用液氨储罐与液氨蒸发器之间的压差，将液氨储罐中的液氨输送到液氨蒸发器内蒸发为气氨，并通过气氨缓冲罐来稳定其压力后经管道送至稀释系统稀释，最终送入脱硝系统。液氨储罐及气氨蒸发系统紧急排放的气氨则排入氨气稀释罐中，经水吸收后排入废水池，再经由废水泵送至废水处理系统处理。氨区主要有液氨卸料压缩机、液氨储罐、液氨输送泵、液氨蒸发器、气氨缓冲罐、氨气稀释罐、废水泵等设备。

3　运行效果

初装两层催化剂，在锅炉正常负荷范围内，经过尾部受热面改造，SCR系统改造，省煤器出口水温满足机组运行要求，性能考核试验时的脱硝效率不低于75%，出口氮氧化物参数稳定在70mg/Nm3，目前，脱硝系统运行稳定，各项性能指标良好，优于国家《火电厂大气污染物排放标准》。

［1］孙克勤，韩祥.燃煤电厂烟气脱硝设备及运行［M］.机械工业出版社.

［2］刘振昶.烟气脱硝技术在火电厂项目中的应用研究［J］.科技与企业，2015.07.

胡小娟（1983—），满族，硕士研究生在读，研究方向为火电厂污染物排放控制技术和电站锅炉技术。