300MW级机组脱硝改造后制粉系统运行方式优化

摘 要：通过对制粉系统运行方式进行优化，降低了制粉电耗，解决了备用制粉系统粉仓温度高的问题，提高了机组的安全可靠性，同时，降低了脱硝入口NOx，降低了氨气消耗量，减少了硫酸铵盐的生成量，降低了预热器堵塞的几率。

关键词：燃烧器；排粉机；制粉系统；制粉电耗；脱硝入口NOx；氨气消耗量；粉仓温度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.002

1 概述

该电厂#1～4机组为335MW机组，锅炉为东方锅炉厂生产制造的DG1000/170-Ⅰ型汽包炉。每台锅炉配备四套中间储仓式乏气送粉制粉系统，自下而上为甲乙丙丁，每套制粉系统配备一台350/700钢球磨煤机、一台离心式排粉机、六台给粉机，其中甲乙丙排粉机为变频方式。燃燒器为四角切圆、直流式低氮燃烧器。该厂335MW机组采用选择性催化还原脱硝（SCR）工艺，以液氨为还原剂，于2016年11月全部完成脱硝超低排放改造，催化剂由两层增加至三层，脱硝入口NOx设计值为450mg/Nm3，出口设计值为50mg/Nm3，设计氨气消耗量为182kg/h。

2 该电厂4台335MW机组存在的问题

（1）制粉系统正常运行方式为甲、乙、丙或甲、乙、丁，丙或丁制粉系统交替备用。但由于丁排粉机没有进行变频改造，排粉机电流比丙排粉机电流平均高21A左右，甲、乙、丁制粉系统运行时，制粉电耗较高。（2）当甲、乙、丁制粉系统运行时，由于丙组燃烧器周界风和给粉机对应的二次风门全关后的漏风原因，脱硝入口NOx正常维持在400mg/Nm3～500mg/Nm3范围内，喷氨量偏大。而甲、乙、丙制粉系统运行时，脱硝入口NOx正常维持在300mg/Nm3～400mg/Nm3范围内，喷氨量一般在100kg/h左右。（3）粉仓内的煤粉与空气中的氧长期接触而氧化时，粉仓粉温经常超过80℃。为了保证机组安全，经常启动四套制粉系统降粉温，导致排烟温度、脱硝入口NOx、喷氨量大幅升高，严重时造成NOx排放小时均值超标；降粉温时，由于粉仓粉温长期偏高，给粉机频繁出粉不均，造成炉膛压力、汽温、汽压大幅变化，严重影响机组的安全运行。（4）脱硝超低排放后，三氧化硫转化率升高，氨气消耗量增加，氨逃逸量增加，硫酸铵盐的生成量相应增加，加剧了预热器的堵塞风险。

3 分析解决问题的思路

通过对存在的问题进行分析，通过试验确定制粉系统运行方式优化方案。

3.1 原因分析

（1）一是丁排电流比丙排电流大，二是由于频繁降粉温且给粉机出粉不均，被迫四套制粉系统长期运行。没有发现明显的漏风点；煤粉存粉长时间不流动，造成粉温高。（2）NOx的生成形式有燃料型、温度型和快速型三种。燃料型NOx是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解而又接着氧化而生成的NOx。燃料型NOx占NOx生成总量的95%左右。低氮燃烧器一般要求控制燃烧区过量空气系数在0.85～0.95%之间。甲、乙、丁制粉系统运行时脱硝入口NOx偏高。

3.2 通过试验确定解决问题的方案

（1）通过试验，降低制粉电耗。停运乙制粉系统，保持甲丙丁制粉系统运行，丁排粉机电流比丙排粉机电流高26A，功率高200kW/h左右。（2）在氮氧化物（NOx）选择性催化还原过程中，通过加氨（NH3）可以把NOx转化为氮气（N2）和水（H2O）。因为烟气中95%以上NOx是以NO形式存在。（3）长期保持甲、乙、丙制粉系统运行就能降低厂用电率及脱硝入口NOx，降低喷氨量，同时也降低预热器堵塞的风险。

3.3 制粉系统运行的优化方案

（1）确定制粉系统正常运行方式为甲、乙、丙制粉系统运行，丁制粉系统长期备用。每两天进行一次烧粉工作，每次将粉仓粉位降至0.5m～1m范围内。（2）烧粉结束后，应及时启动丙磨煤机运行，停丙磨煤机前必须保持丙粉仓粉位3.5m以上且维持1.5小时，目的是向丁粉仓塌粉使丁粉仓有一定的粉位。（3）每月定期进行丁制粉系统切换工作。要求磨煤机运行时间大于6个小时后可根据机组负荷情况切回原运行制粉系统。（4）当备用制粉系统粉仓粉温高时，必须启动排粉机降粉温。

4 制粉系统运行优化后的效果

制粉系统的运行优化，降低了制粉电耗率和氨气消耗量，解决了备用制粉系统粉仓粉温高、给粉机出粉不均的问题。

4.1 节约制粉耗电成本

本项目实施后，由于丙排粉机长期运行，单台炉丙排粉机电流平均比丁排电流低21A，一台机组每小时节电为：21×1.732×6×0.85=

185.49kW/h。按每年设备利用小时数按6000小时（则丁排粉机少运行3000小时）、每度电0.407元计算，四台机组全年节约资金：185.49×3000×0.407×4=90.6万元

4.2 节省氨气成本

335MW机组设计烟气量为1082015Nm3/h，已知NO2摩尔质量为46g/mol、NH3摩尔质量为17g/mol，按每年设备利用小时数按6000小时（则丁排少运行3000小时）、脱硝入口NOx降低量ΔNOx=100mg/Nm3、机组平均负荷为250MW、氨气消耗量按NH3/ΔNOx摩尔比=1、每吨液氨单价为2500元计算，四台机组全年节约资金：100×1082015×250/335×17/46÷1000000000×3000×2500×4=89.5万元

4.3 机组安全运行得到了保障

制粉系统运行方式优化后，甲、乙、丙制粉系统长期运行，定期启动丁排粉机运行烧粉仓，备用制粉系统粉仓温度得到了有效的控制，保证了粉仓运行安全，给粉机出粉均匀，锅炉的燃烧状况明显改善，蒸汽参数、炉膛压力稳定。

5 结束语

四台机组制粉系统运行方式按相同方案进行优化，解决了制粉电耗高的问题，控制了粉仓温度，减少了制粉系统爆炸、给粉机出粉不均燃烧不稳的风险，保证了机组及人员安全。降低了脱硝入口NOx，降低了喷氨量，降低了预热器堵塞的风险，减少了环境污染，对其它电厂相同类型制粉系统的机组有推广和借鉴意义。

参考文献：

[1]火力发电企业运行规范化管理导则[S].

[2]国家能源局颁.火电厂烟气脱硝（SCR）系统运行技术规范DLT 335-2010[S].

作者简介：高培利（1973-），男，本科，工程师，主要从事电站锅炉运行技术管理工作。endprint