省煤器分级改造对脱硝的影响分析

摘 要：脱硝系统所使用的催化剂必须在一定的温度范围内才能有效，某电厂2X600MW机组，脱硝催化剂最低连续工作温度不低于300℃，最高连续工作温度不超过410℃，退出脱硝的温度是300-410℃，当机组在低负荷运行时，进入脱硝的烟气温度经常达不到300度，脱硝系统经常退出，不能满足环保要求，为达到脱硝投入率，满足环保要求，某电厂对省煤器进行分级改造，将省煤器部分进水管改至脱硝系统出口处，提高脱硝入口烟温，满足在低负荷状态下能正常投入脱硝系统。

关键词：省煤器入口烟温；给水温度；脱硝投入率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.039

0 前言

随着经济的发展，工业生产排放的废水废气对环境的破坏越来越严重，为了治理环境，国家出台新的排放标准，环保考核越来越严格。而电力生产的产能过剩越来越严重，电厂机组需要维持较低负荷运行，机组在低负荷运行时，脱硝入口烟气温度较低，脱硝系统经常退出运行，不能满足环保要求。为了提高机组在低负荷运行时脱硝入口烟气温度，必须对脱硝系统进行改造。经过对各种技术方案分析比较，省煤器分级改造方案比值得推荐，能有效提高机组低负荷运行时SCR入口烟气温度，保证机组在深度调峰时的脱硝投入率。

1 省煤器分级改造的方法

我公司脫硝装置与主机同步建设，由上海电气石川岛电站环保工程有限公司设计。采用SCR工艺，催化剂高含尘布置，设置2+1层催化剂（第3层为预留安装空间），脱硝设计效率80%。SCR脱硝装置采用蜂窝式中温催化剂，按照催化剂厂家给定的技术要求，催化剂的正常运行对反应温度满足在300～410℃之间。SCR入口温度过高，催化剂表面可能会结焦，改变气孔结构，是反应效率降低甚至失效，增加氨逃逸率。SCR入口温度过低，在反应过程中会产生硫酸氢氨，短期会产生逆反应，使烟气中含有S03，氨气等。

省煤器改造前锅炉烟气的流程（见下图1）先经过省煤器，出省煤器后进入脱硝系统，最后出脱硝系统进入空预器。由于脱硝系统对入口烟气温度要求较高，特别是在低负荷时，入口烟气温度达不到要求，是由于省煤器热交换对烟气降温作用引起，所以想提高脱硝入口烟气温度，主要有以下几种改造方案：1）省煤器分级改造，2）提高低负荷给水温度，3）省煤器给水旁路，4）烟气旁路。其中，烟气旁路方案虽然改造成本低，运行操作简单，在高负荷下对锅炉效率无影响，但在低负荷是会降低锅炉效率，且如果长期不在低负荷运行的话，旁路烟道的烟气挡板长期处于关闭状况，可能会积灰和卡涩，所以未选择此方案。选择省煤器分级改造方案，是由于此方案于改造前相比安全性没有改变，也不会降低锅炉整体效率，在设计合理的情况下，能降低排烟温度，增加锅炉效率，提高脱硝入口温度。

结合机组实际的烟温情况，按照设计煤种和实际燃烧的煤种，分别对省煤器分级改造进行热力计算，以确定省煤器受热面的分级比例。并按照最不利煤种进行核算，保证机组在冬季、夏季燃用最不利煤种等极端情况时脱硝装置入口烟气温度都能满足在240MW时入口烟气温度>310度，在BMCR工况时<400度的要求，同时确保锅炉汽水系统和风烟系统安全可靠运行。将原来的省煤器靠烟气下游部分拆除，在脱硝反应器后空预器入口前加入一部分省煤器受热面，锅炉给水先通过脱硝反应器后的省煤器（一级省煤器），然后通过连管引入脱硝反应器前的省煤器中，通过减少脱硝反应器前的省煤器的吸热量，到达提高脱硝反应器进口烟温的目的，保证在低负荷下脱硝反应器能正常投入运行。

2 省煤器分级改造后的效果

省煤器分级改造前，我公司两台机组负荷在300MW左右时，省煤器出口平均烟温在300°C左右，但最低烟气温度均低于300°C，已不能满足脱硝装置的持续安全投运的要求。随着负荷的降低，省煤器出口的烟气温度也随之进一步降低，当机组负荷低于300MW时，脱硝装置无法投入运行，NOX排放无法满足环保要求，严重影响了电厂的生存和发展。省煤器分级改造后，提高了SCR入口烟温，在负荷240MW时，脱硝反应器入口烟温提高到310度以上，能满足脱硝装置的要求，在满负荷工况时，脱硝反应器入口温度在385℃左右，也能满足脱硝装置的温度要求，彻底解决机组低负荷时脱硝装置退出的问题。

3 省煤器分级改造后存在的问题

由于省煤器分级改造后，给水的水阻有所增加，在相同负荷下，改造后的给水母管压力比改造前要大，给水泵的出力也比改造前大，所以在改造完成后需适当调整给水调节参数。

省煤器改造完成后，在较高负荷时，由于锅炉炉管吹灰不及时，有时脱硝入口烟温会超过设定温度400度，导致脱硝系统退出。所以需要运行人员根据负荷情况及时调整锅炉吹灰，防止在高负荷时由于脱硝入口烟温过高而退出脱硝。

4 结束语

通过省煤器分级改造，我公司两台机组脱硝装置入口温度能保证负荷在240MW～600MW都能满足脱硝反应温度的设计要求，保证脱硝装置能正常投入，满足环保要求。

参考资料：

[1]孙克勤，钟秦.火电厂烟气脱硝技术及工程应用[M].北京：化工出版社，2004.

[2]黎华敏，柏源.SCR系统在机组低负荷条件下运行对策研究[J].电力科技与环保，2014，30（05）：36-37.

作者简介：廖明华（1982-），男，湖北仙桃人，研究方向：电厂热控。