浅谈电厂氮氧化物调节及常见事故处理

刘志伟

（江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司，江苏 启东226200）

1 燃煤电厂超低排放现状

当前我国大气污染状况依然十分严重，主要表现为煤烟型污染。城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍超标；二氧化硫污染一直在较高水平；氮氧化物污染呈加重趋势。为此2014 年9 月12 日，国家发展改革委员会、环境保护部、国家能源局联合下发《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020 年）》（发改能源（2014）2093 号），要求进一步提升煤电高效清洁发展水平。

新建燃煤发电机组（含在建和项目已纳入国家火电建设规划的机组）应同步建设先进高效脱硫、脱硝和除尘设施，不得设置烟气旁路通道。东部地区：（辽宁、北京、天津、河北、山东、上海、江苏、浙江、福建、广东、海南等11 省市）新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值（即在基准氧含量6%条件下，烟尘、SO2、NOx 排放浓度分别不高于10、35、50mg/Nm3）。

我厂锅炉采用改进型低NOx PM（Pollution Minimum）主燃烧器和MACT（Mitsuibishi Advanced Combustion Technology）型低NOx 分级送风燃烧系统。我厂处于江苏省超低排放改造区域，执行排放限值（即在基准氧含量6%条件下，烟尘、SO2、NOx排放浓度分别不高于10、35、50mg/Nm3）。

2 脱硝系统入口、出口调节

影响脱硝系统入口NOx 含量大致在300m3/h～400m3/h 之间，影响入口NOx 含量的因素有很多，主要因素有一次风量、一次风压；二次风量、二次风小风门配风；不同煤种；制粉系统运行方式等；出口NOx 主要依靠喷氨调节。

2.1 二次风系统；正常运行中脱硝装置入口NOx 值在低负荷时偏高，高负荷时偏低。若氧进一步增大，NOx 的生成量还会有升高的趋势。但实际上过大的氧量既不经济也不安全，造成引风机运行电流过大、机组整体电耗上升。而减小二次风使炉膛保持还原性气氛可明显降低NOx 含量，调节中维持氧量下限运行可降低NOx 含量20m3/h～40m3/h。

2.2 二次小风门及制粉系统影响；二次小风门遵循缺氧燃烧原则，附加U、附加L、OFA 可尽量开大，燃烧器及油枪二次风门尽量关小，保持下层磨运行，停运制粉系统时优先停运上层磨均可降低入口NOx 含量。

2.3 总风量的影响：过氧燃烧会产生大量的氮氧化物，使得脱销入口氮氧化物超标，因此控制总的过量空气系数会大大减少氮氧化物生成。

2.4 配风方式的影响：经过多年摸索调整，正宝塔型配风会大大增大氮氧化物生成。倒宝塔型配风会有效减小氮氧化物。运行中应根据汽温的变化及时调整摆动燃烧器控制火焰中心高度。同时可以增大附加风及过燃风的比例，关小其他二次小风门，开大过燃风及附加风，以此来降低脱销入口氮氧化物浓度。

2.5 脱硝出口调节。出口调节主要依靠喷氨量控制，其喷氨量与入口NOx 含量基本对应。实际调节中喷氨量基本维持在70m3/h～120m3/h 之间，喷氨调门开度在70%～85%之间，调门在此开度区间其喷氨量与调门开度变化明显，开度低于60%或高于90%后喷氨量基本不变。

3 运行中如何控制氮氧化物超标

3.1 机组正常运行中控制净烟气NOx 折算值在32.5-40mg/m3之间，如果净烟气NOx 折算值超过32.5-40mg/m3范围时，应立即手动调节脱硝喷氨流量调节阀，将净烟气NOx折算值调整至32.5-40mg/m3之间。

3.2 运行中严禁净烟气NOx 折算值瞬时值大于50mg/m3。

3.3 升、降负荷时，根据升、降负荷的速度，调节氧量偏置控制好加风的速率，避免出现风量大幅度超前燃料量，造成氧量过高导致脱硝SCR 入口NOx 快速升高。低负荷时，需保持一定的送风量，增加送风前，提前开大附加风门，当风箱差压偏低时，应首先选择关小部分二次风小风门。

3.4 当制粉系统发生故障（如断煤、跳闸等）时，根据当前脱硝NOx 浓度和附加风开度，提前预控。附加风调节要与脱硝SCR 入口NOx 升降速度同步，避免出现由于附加风开度和脱硝SCR 入口NOx 升降速度不匹配导致脱硝NOx 超标。备用磨煤机通风时，要注意暖磨风量适当，加强NOx 的监视，防止短时间NOx 超标。

3.5 通过控制附加风开度、燃烧器摆角和氧量来保持脱硝入口NOx 浓度稳定，尽量不超过350mg/m3。通过脱硝出口喷氨流量调节阀，控制脱硝出口NOx 浓度不超过40mg/m3。

3.6 以下情况脱硝NOx 易超标,需要提前控制：原煤水分偏低时，磨煤机冷风开度偏大。降负荷时给煤机煤量偏低致磨冷风开度偏大，二次风小风门调整不及时开度偏大时。连续升降负荷、制粉系统故障和煤质变化时，由于工况波动造成脱硝NOx 入口值波动幅度大，脱硝自动调节迟缓时。

3.7 脱硝催化剂有一定的运行温度（300-400℃之间），运行中要对脱硝入口温度加强监视。脱硝入口温度＞375℃，运行加强监视并适当控制涨负荷速度。脱硝入口温度＞380℃，采取减少送风量等措施，控制温度不超过385℃运行。脱硝入口温度＜310℃时，要防止由于脱硝入口温度低跳闸。可采取增加送风量，增加上层制粉系统运行煤量，协调调度适当增加负荷等措施来提高脱硝运行温度。

3.8 当脱硝调门调整发散、流量计堵塞和供氨关断门突关时，要通过脱硝调门手动调节、投入旁路手动门等方式，尽快恢复脱硝系统运行。

3.9 加强脱硝系统的监视和检查，发现NOx 浓度、氧量测点不准、喷氨流量计堵塞等缺陷时，立即联系检修处理。

4 脱硝系统常见故障及处理

由于环保指标越来越受到各级政府部门关注，脱硝出口含量超标已上升为环保事件，对常见的脱硝故障快速处理是保持脱硝系统正常运行的关键。

4.1 脱硝入口温度低；由于低参数、高加解列等原因造成脱硝入口烟气温度低脱硝系统跳闸。应立即提高过热度，提高参数，开大送风机动叶提高氧量，尽量恢复入口烟气温度。

4.2 喷氨速关阀运行中自动关闭；速关阀突关将导致失去出口NOx 调节手段，出口NOx 会迅速超标。应立即解除AGC 降低负荷至脱硝可推出规定值，同时检查速关阀关闭原因，若电磁阀失电立即排除故障点恢复送电，若为气动速关阀失气或供气管断裂迅速恢复气源供气。如上述办法均无效果应开启速关阀旁路手动门。

4.3 气氨供应中断。（1）检查卸载管线所有阀门位置，确认阀门正确开启。（2）重新启动蒸发器（或切换至备用蒸发器），并检查流量调节阀是否正常。（3）向蒸发器补水，使液位高于最低值。（4）切换至备用蒸发器，并检查温度控制系统。（5）脱硝调整做好预判，避免大幅度开关喷氨调门，保证炉前供氨压力稳定。（6）炉前供氨管道滤网清理前，在旁路开启、主路关闭后，需观察10 分钟，确认NOx 稳定达标、旁路正常投入有气氨通过后方可开工。（7）氨区缓冲罐压力控制在0.3Mpa 左右。（8）正常情况至少维持两台液氨蒸发器投运。（9）加强日常巡检，发生液氨泄露、蒸发器振动及时处置。（10）各备用液氨储罐出口气动门前、后手动门保持开启状态，事故情况下可直接开启备用液氨储罐供氨气动门，保证液氨供给。（11）氨区各气动门均为“失气关”类型，压缩空气压力低于0.3Mpa 即可导致阀门关闭，应加强对仪用压缩空气压力巡检。

5 脱硝系统异常处理原则

5.1 发生事故时，脱硝值班员应在值长的统一指挥下，迅速果断地按照现行规程处理事故。对于值长的命令，除对设备、人身有直接危害时，其余的均应坚决执行。

5.2 发生事故时，值班人员应综合参数的变化及设备异常现象，正确判断和处理事故，应采取一切可行的方法、手段消除事故根源、防止事故扩大。在保证设备安全的前提下迅速恢复脱硝系统的正常运行。在机组确已不具备运行条件或继续运行对人身、设备有直接危害时，应停运脱硝系统。

5.3 如果事故发生在交接班时，应推迟交接班，接班人员应主动协助事故处理，直到事故处理完毕或双方值班员同意后为止。

5.4 值班中发生的事故，下班后立即由值长召集有关人员，对事故现象、经过及采取的措施认真分析，以便于分析事故发生的原因，吸取教训，总结经验，落实责任。

电厂运行的污染物排放治理今后将会越来越受关注，排放规范可以获得国家排放补贴，排放超标将会受到严厉考核。在这种高压态势下，深刻学习、理解脱硝系统的结构、调节对立足岗位尤为重要。在今后工作中，继续摸索，发现更好调节手段。