关于降低1000MW机组低负荷段脱硝系统退出次数的研究

吴飞

摘 要：火电厂脱硝系统的正常稳定运行是控制氮氧排放的重要保证。针对脱硝装置采用选择性催化还原技术（SCR）的两台1000MW机组在低负荷段时脱硝系统频繁退出的现状，结合脱硝系统设备和运行管理，并配合相关专业分析得出脱硝系统频繁退出的主要原因是SCR入口烟温低，且导致该现象主要原因为动力场分布不均、磨煤机运行方式不匹配、再热器挡板开度小和制粉系统设备可靠性差。创新提出了“调偏、提火、开挡板、监视参数，规范值班”有效解决方案，减少脱硝系统误退次数。通过观察方案实施后脱硝系统误退次数大幅降低，有效减少了氮氧化物的排放。

关键词：脱硝系统 SCR入口烟温 氮氧排放 频繁退出

中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（a）-0134-02

Research on the Reduction of the Exit Frequency of the Denitrification System in 1000MW Unit at Low Load Period

Wu Fei

（Huadian Power International co.， LTD.， Zouxian Power，Plant Zoucheng Shandong，273500，China）

Abstract： A well performing denitrification system of thermal power plant guarantees less oxide emissions. Concerning the high exit frequency of the SCR denitrification system in 1000MW unit at low load period， combining the SCR techniques and the operation management， with other relevant specialties， the major reason for the high exit frequency is obtained as low inlet smoke temperature in SCR， which is mainly resulted by dynamic field distribution， low matching of coal mill operation mode， low opening of reheater damper and low reliability of the coal pulverizing system equipment. Innovatively the effective solution “adjust”， “fire”， “baffle open” and "monitoring parameters， standard on duty” is put forward， which reduced exit frequency of denitrification system effectively. By implementing the solutions above， exit frequency of denitrification system， as well as the emissions of nitrogen oxides is greatly reduced.

Key words：Denitrification system； SCR； Inlet smoke temperature； High exit frequency

随着我国经济的快速发展，耗电量也逐渐增大，在日益严峻的环保新形势下，我国对火电厂氮氧化物等污染物的排放要求不断提高，火电厂普及烟气脱硝项目也成为大势所趋。烟气脱硝系统的安全稳定高效运行成为控制氮氧化物排放量的重要保证。目前国内外应用最广泛、最成熟的烟气脱硝技术是选择性催化还原法（SCR）。SCR作为成熟的脱硝工艺，具有很高的脱硝效率（80%～90%）。该文对华电国际邹县发电厂两台百万机组的脱硝技改情况进行论述，两台百万千瓦机组脱硝系统均采用SCR工艺，已经完成了环保验收，正式投用，但是脱硝系统投运以来，净烟气排放NOx经常超标，尤其是低负荷段，NOx超标次数明显增多，脱硝投运前三个月，累计超标64次，平均超标21.3次/月，严重影响企业环保形象。根据严格遵守《环境保护法》，提高机组脱硝系统投入率，减少环境污染、严格按照《火电厂大气污染物排放标准》规定重点地区NOx排放标准：小于100 mg/Nm3的要求，该文分析造成脱硝系统频繁退出的主要因素，提出了具体的可行性调整方法和应对措施，确保脱硝系统能够安全稳定运行。

1 现状

华电国际邹县发电厂四期1000MW机组于2014年1月进行脱硝技改，2014年1月至3月四期脱硝系统调试运行期间脱硝系统频繁退出48次，平均约18次/月，其中脱硝系统“SCR入口烟温低”导致脱硝退出占据了72.9%，是脱硝退出频繁的主要问题。对2014年1月-3月引起脱硝系统“SCR入口烟温低”的原因进行分析发现，650MW以下，脱硝入口烟温低于315℃，为保障脱硝催化剂的活性（温度在315～420℃之间）保护自动退出脱硝系统。脱硝系统“SCR入口烟温低”的问题症结就是：“机组负荷低于650MW时，没有规范的调整方法，脱硝入口烟温低于315℃”。

2 原因分析

针对问题的症结是“SCR入口烟温低于315℃”，从人、机、料、法、环五个方面进行系统分析，对影响因素汇总如下：

（1）动力场分布不均。

（2）磨煤机运行方式不匹配。

（3）再热器挡板开度小。

（4）制粉系统设备可靠性差。

3 解决方案

为解决该问题，在1000MW机组燃烧调整方面提出“四个方针”，即：“调偏、提火、开挡板、监视参数，规范值班”。

3.1 “六步调偏”

锅炉内部动力场分布不均匀，会导致燃烧比较偏，使锅炉两侧汽温、烟温偏差大，造成低负荷时烟温偏差明显较大，导致烟温低的一侧脱硝退出运行。

通过调整两侧风机出力、调整燃烧、针对性吹灰等手段进行调偏差，达到两侧汽温、风量、烟温尽量保持一致的目的，具体方法：

（1）根据两侧风量偏差，调整两侧风机的偏执，增加烟温低一侧的送风量；

（2）开启高温侧一次粉管吹扫风，通过粉管吹扫，对粉管出力进行调整；

（3）屏过、高过及以后受热面壁温偏差大，降低火焰中心；水冷壁特别是螺旋水冷壁偏差大，提高火焰中心；

（4）降低高温侧汽温；

（5）调整侧燃风开度：开大燃烧较强一侧的侧燃风；

（6）针对性地吹灰：在执行正常吹灰规定的基础上，选择性吹灰，以屏过、低过、低再区域烟温、汽温为参考，选择性对烟道R侧或L侧吹灰。

3.2 “四法提火焰中心”

对500 MW负荷下，各台磨煤机出力情况进行统计。

发现低负荷时，上层磨煤机出力低，下层磨煤机出力大，虽然稳燃效果好，但是火焰中心偏低，造成烟温低，容易导致脱硝退出运行。

创新提出”四法提火焰中心”，通过优化制粉系统运行方式等方法，提高火焰中心：

（1）低负荷时提高上层磨煤机出力，降低下层磨煤机出力；

（2）适当降低磨煤机出口温度，推后风粉着火点；

（3）低负荷时提高送风温度，冬季及时投入暖风器；

（4）适当增加送风量、提高炉膛负压，上移火焰中心；

3.3 "开挡板"

再热器烟气挡板开度过小，过热器侧开度大，会使烟气通流量大，烟温低，开大再热器挡板后，使烟气通过再热器侧多，可以有效提高烟温。

（1）根据减负荷情况提前开大再热器侧烟气挡板，关小过热器侧烟气挡板；

（2）维持低再入口烟温在490℃以上；

（3）维持SCR入口烟温在320℃以上。

措施采取后，650～500MW负荷间，再热器烟气挡板开度与低再入口烟温、SCR入口烟温情况。

3.4 “监视到位，规范值班”

充分利用新上线的运行规范化系统，规范运行监盘、巡检。参数调整和运行操作：

加强制粉系统参数监视；

及时清理磨煤机分离器，制粉系统缺陷及时联系检修处理，并录入FAM，利用停磨机会对磨煤机料位进行检查。

及时根据磨煤机电流情况，加钢球。

加强巡回检查及问题反馈，发现缺陷及时联系检修处理，提高制粉系统运行的可靠性。

增减负荷时不可大幅操作，制粉系统应留有一定的调节余量，以便系统扰动及煤质变化时方便调节，尽量减少启停磨煤机造成烟温大幅波度。

通过措施的实施，避免了因设备故障造成停磨、倒磨影响烟温变化，脱硝退出次数更是明显降低。

4 结论

4.1 SCR入口烟温大幅上升

该文提出的方法经过现场试验和调整后，1000MW机组低负荷段脱硝入口烟温低导致脱硝退出的次数大幅降低，机组的安全经济性能得到了明显改善，取得了显著的效果。调阅2015年3月份机组在低负荷段SCR入口烟温变化情况分析图（见图1）。

从图1中可以看出，机组在500 MW负荷时，SCR入口烟温可以稳定保持在315℃以上，脱硝系统正常投入运行。

4.2 脱硝系统退出次数明显降低

2015年4月，该文对2015年1月至3月四期脱硝系统频繁退出情况进行统计，措施采取后造成1000MW脱硝系统退出频繁的主要问题，“SCR入口烟温低于315℃”同期由35次降至8次，减少27次。

4.3 净烟气排放NOx超标次数大幅下降

2015年1月至3月净烟气排放NOx超标次数减少41次，有效促进机组达标 GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》规定重点地区NOx排放小于100mg/Nm3 的标准。

4.4 脱硝系统退出次数明显降低

根据1000MW机组低负荷段脱硝退出次数的定期跟踪记录，2015年1月至3月共计12次，平均约4次/月，较2014年下降14次/月，脱硝系统退出次数明显降低。

5 结语

该文提出的调整方法有效降低了1000MW机组低负荷段脱硝系统的退出次数，达到了严格遵守《环境保护法》要求，提高机组脱硝系统投入率，使机组满足《火电厂大气污染物排放标准》规定重点地区NOx排放标准，维护企业环保形象。由于燃煤脱硝机组运行调整具有一定的共性，该方法可向同类型脱硝机组进行推广应用，可有效解决脱硝系统低温保护退出的问题。

参考文献

[1] 华电国际邹县发电厂DG3000/26.15-Ⅲ型超超临界锅炉设计手册[Z].

[2] 华电国际邹县发电厂四期1000MW机组运行规程[Z].

[3] 华电国际邹县发电厂四期1000MW机组脱硝运行规程[Z].

[4] IEEE Std C37.118-2005 IEEE standard for synchrophasors for power systems[S].New York，NY，USA：The Institute of Electrical and Electronics Engineers，2006.