某热电厂循环流化床锅炉SNCR脱硝改造

何　鹏, 郭　峰, 胡庆兵

(1.安徽电气工程职业技术学院, 安徽　合肥　230051；2.国网安徽省电力公司培训中心, 安徽　合肥　230022；3.合肥热电集团有限公司, 安徽　合肥　230000)



某热电厂循环流化床锅炉SNCR脱硝改造

何鹏1，2, 郭峰3, 胡庆兵3

(1.安徽电气工程职业技术学院, 安徽合肥230051；2.国网安徽省电力公司培训中心, 安徽合肥230022；3.合肥热电集团有限公司, 安徽合肥230000)

为落实环保新标准，实现锅炉烟气氮氧化物稳定达标排放，某热电厂对循环流化床锅炉进行了SNCR脱硝改造。文章对此技术改造进行了介绍，并对SNCR投运后出现的问题提出处理措施，以便为同类型电厂的脱硝改造提供借鉴。

循环流化床锅炉；脱硝；改造

0　概述

某热电厂现有2台75t/h循环流化床锅炉、1台130t/h循环流化床锅炉、1台6 MW、1台12 MW背压式汽轮发电机组。其中#1、#2炉为济南锅炉厂生产的75t/h中温中压循环流化床锅炉(2005年12月份投产运行)，#3炉为一台泰山锅炉厂130t/h循环流化床锅炉[1]。按照《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)规定：自2014年7月1日起，现有火力发电锅炉及燃气轮机组，现有循环流化床火力发电锅炉NOx排放值应控制在200mg/Nm3以内。

为落实环保新标准，实现锅炉烟气氮氧化物稳定达标排放，该厂实施2×75t/h和1×130t/h循环流化床锅炉烟气脱硝节能环保改造。2015年5月15日开始进行了锅炉脱硝系统改造，2015年10月30日完工。

1　改造内容

目前世界上比较流行的烟气脱硝工艺方法，主要有选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)。SCR脱硝效率可达60～90%，SNCR脱硝效率一般范围为30～60%(对于小型循环流化床锅炉脱硝效率可达70%)；但是，SCR投资运行费用较大，SNCR投资及运行费用相对较低，且SNCR几乎不增加系统阻力。由于CFB锅炉自身NOx排放浓度低，因此对于小型流化床锅炉来说，选择性非催化还原法(SNCR)脱硝，仍可满足最新环保标准，且技术投资和运行成本低、安装和改造较为简便[2]。

2×75t/h+1×130t/h锅炉脱硝改造工程包括一套完整的脱硝系统所必需的设备、管道、控制等，包括尿素制备及储存系统(见图1)、尿素溶液喷射系统、连续监测系统(见图2)、稀释系统(见图3)、管道支架、电缆桥架、保温油漆、照明系统、电气保护、控制系统(新建1台DCS控制系统)等。#1、#2、#3锅炉低氮燃烧及负荷性能保证部分：对#1、#2锅炉尾部烟道查漏消缺，二次风优化，完善风量测量，及相应的电气仪控部分等；对#3(130t/h)锅炉进行二次风优化，查漏消缺等。土建部分：新建1间变频器室、1间CEMS间、1间尿素制备站、1间尿素输送站，及其他设备基础等。

图1　尿素制备与储存系统

2　SNCR工作原理

SNCR脱硝是在炉膛温度为850～1050℃的温度区域内，利用尿素作为还原剂，在无催化剂的情况下有选择性地与炉内烟气中的氮氧化物NOx(主要是约95%NO和5%NO2)发生化学反应，生成无害的氮气和水，从而脱除烟气中NOx。第一输送泵将配料池中配制完成的尿素溶液输送至尿素溶液储罐中，经过混合器混合稀释的尿素溶液借助若干个喷射器并在蒸汽作用下喷射进入锅炉中以形成若干个喷射层，喷入炉膛的尿素溶液的质量浓度为20～28%，进而实现选择性非催化还原法炉内脱硝。

SNCR脱硝喷枪在锅炉中布置见图4。

图3　稀释系统

3　改造效果

以#1锅炉为例，在2015年10月22日，进行了SNCR调试，相应参数见表1。

表1　#1锅炉SNCR调试参数

从表1中可以看出：(1)SNCR脱硝系统运行良好，设备运行正常；(2)随着喷尿素量的增加，出口氮氧化物明显降低。(3)SNCR脱硝系统可在锅炉不同负荷下正常运行，可满足脱硝效率60%要求，氨逃逸<8mg/Nm3。

表2将#1、#2、#3锅炉改造前后的参数进行了对比。

表2　#1、#2、#3锅炉脱硝改造前后参数对比

*为锅炉负荷段。

从表2中我们可以对比发现，改造后锅炉氧量、炉膛差压、返料温度、炉膛出口温度、污染物排放以及带负荷能力都比之前要有明显的改善。但是由于改造过后锅炉炉膛差压上升较多，返料量明显上升，锅炉密相区压力由于给煤机密封不好及炉前播煤风效果不足等原因使炉膛密相区正压最大只能维持在500Pa左右，炉膛中部及炉膛出口负压过大，烟气流速增加，排烟量上升，并且导致锅炉大负荷运行中存在安全隐患。

4　存在问题及采取的措施

(1)排烟温度、锅炉效率的影响。根据有关资料，喷入锅炉的尿素溶液浓度为10%左右，在100%BMCR时喷入溶液量约为5t/h。经过锅炉性能计算，排烟温度温升约为1.1℃。从三台锅炉的运行参数来看，锅炉的排烟温度都有10～30℃的温升；同时，SNCR脱硝系统的最佳反应条件是温度880～1100℃之间，为了保证炉膛出口温度为脱硝最佳温度，炉膛出口温度也有所提高，造成q2损失随之增加。

(2)二次热风系统。锅炉运行后发现漏灰严重，主要原因是密封盒焊接时出现漏焊现象，密封盒浇筑时未必浇注料均匀，重新焊接浇筑后运行正常。

(3)锅炉负荷及排放控制。在调整及运行过程中，环保参数控制有不稳定现象。需要组织专业技术人员继续细化锅炉调整操作要领，指导运行操作人员加强调整燃烧，同时需要结合主蒸汽流量、氧量等前馈信号，结合锅炉各负荷工况测试下的数据开发出新的脱硝控制系统，实现SNCR区域先进预测控制，将环保指标和经济指标控制在合理范围内。

5　结论

通过整体试验，三台锅炉均能实现启动正常，从带负荷能力来看，#1、#2锅炉已经满足恢复出力的要求，#3锅炉基本达到负荷要求，锅炉辅机试运正常，高压变频器、给煤机运行稳定，锅炉CEMS、氨逃逸、风量装置测量准确，改造完成后锅炉排放基本满足了最新环保排放标准要求。

[1] 安徽安能热电股份有限公司.锅炉运行规程[Z].2008.

[2] 陈彬，姚丽萍.SNCR技术在循环流化床锅炉烟气脱硝中的应用[J].电力科技与环保，2012,28(5).

[责任编辑：朱子]

Transformation of SNCR Denitrification of Circulating Fluidized Bed Boiler in a Thermal Power Plant

HEPeng1,2,GUOFeng3,HUQing-bing3

(1.AnhuiElectricalEngineeringProfessionalTechniqueCollege,hefei230051,China；2.TrainingCenterofStateGridAnhuiElectricPowerCorporation,hefei230022,China；3.HefeiThermoelectricGroupCo.,Ltd.,hefei230000,China)

For the implementation of the new standards of environmental protection, the boiler flue gas NOxemission standards has been realized, a thermal power plant transformed circulating fluidized bed boiler by SNCR denitrification. This paper introduces technological transformation, SNCR operation and problems and puts forward treatment measures to the same type of plant denitrification transformation to provide reference.

circulating fluidized bed boiler; denitrification; transformation

2016- 04-15

安徽高校自然科学研究重点项目：CFBB的SNCR烟气脱硝的控制优化研究(项目编号：KJ2016A047)；安徽电气工程职业技术学院重点课题：循环流化床锅炉炉内脱硝技术研究(课题编号：2013zdxm003)

何鹏(1973-)，男，安徽巢湖人，安徽电气工程职业技术学院、国网安徽省电力公司培训中心，讲师、技师。

郭峰(1983-)，男，安徽淮北人，合肥热电集团有限公司，助理工程师，从事电厂工程技术管理。

TK223.27

A

1672-9706(2016)03- 0072- 05

胡庆兵(1973-)，男，安徽巢湖人，合肥热电集团有限公司，助理工程师，从事电厂工程技术管理。