电厂锅炉脱硝改造技术要点分析

李 君

(国电东北电力有限公司沈西热电厂，沈阳 110023)

0 引 言

随着人们对环境保护的意识与要求越来越高，对电厂锅炉脱硝改造标准也在不断提高。因此对电厂锅炉脱硝传统技术进行改革创新，将全面提高锅炉运行效率，切实降低NOX气体排放量，减少烟气对大气污染，实现对环境的保护[1]。当前脱硝改造技术主要是SNCR与SCR两种脱硝技术。本文主要探究电厂锅炉脱硝改造技术，并详细分析各项技术带来的优势，确保电厂锅炉脱硝改造技术能适应当前电厂生产需要，提高电厂锅炉脱硝改造技术的实际价值。

1 SCR烟气脱硝改造技术分析

本文主要是针对电厂SCR脱硝装置进行改造，在装置上每隔6.8 mm设置一个小孔，小孔内设置三层布置，且采用蜂窝式还原催化剂。在此过程中，主要是在高温烟道内用液氨作为还原剂，使锅炉中排放出来的烟气发生还原反应。为了充分保证锅炉冷却机组的运行效率与要求，对SCR反应器旁路将不做任何改造设计。对改造后的锅炉机组进行实验，其在运行过程中尚未出现任何超负荷情况，高温烟道内喷氨设备运行良好，液氨储存保护良好，锅炉脱硝率达到了90%，证明该项改造具有一定可行性。对进出口烟气排放浓度测试，改造后污染物排放有明显的下降，证明其具有一定的有效性(锅炉改造前后污染物排放对比如下表1所示)。具体的改造技术分析见表1。

表1 锅炉高招前后污染物排放对比表

1.1SCR系统整体改造技术分析

电厂锅炉脱硝设备的整体改造就需要依据其整体设备的不同功能进行最优改造，在提高其运行效率的同时，也能对环境进行保护。为了有效实现烟气脱硝控制，可以在SCR反应器高温烟道口设置一个弯角，让脱硝烟气再引回空预器之中再次进行换热处理[2]。在本次改造中，主要是设置了两个长10 m，宽13 m，高12.5 m的SCR反应器，并在送风机上方设置一个支架，方面安装两套烟气系统，设置4 m*10 m截面的烟气进出口，然后运用导流板与混流板等装置，实现烟气的流通与热处理。(具体如图1所示)

图1 SCR系统整体图

1.2 空气预热器改造技术分析

NH4HSO4等物质是SCR脱硝装置在运行过程中所产生的颗粒物质，其会堵塞空气预热器，因此，改造空气预热器，使颗粒物质也能顺利通过将是提高其运行效率与水平的关键。在改造过程中，将原冷端传热元件与预热器中温端传热元件合二为一，热端传热元件高度为1 150 mm。转换后，将三层组件转换为两层，实现了合理的布局。将高度为2 073 mm的预热器改造成为高度为2 145 mm，增强整个装置的传热范围，让锅炉内的温度能达到一定的恒定值，保持对气体的热处理。取消内部加热格栅，将横膜的位置延伸到冷端，然后更换并关闭不再使用的换热器的门；为长期有效净化空气预热，满足冷端换热装置日益增长的要求，将冷送风机和热排风机改造成蒸汽和高压水双介质吹灰器。在高压水双介质吹灰器之中，不仅具有常规的吹灰功能，还能利用高压水特性清洗介质，使之保持干净。

2 低碳燃烧改造技术分析

电厂一般采用型号为SG-2026/17.5-mg908的锅炉，采用四角且向模式的循环燃烧方式，充分发挥出低碳转化技术，使炉内废气中的NOX浓度由400 mg·Nm-3降低到100 mg·Nm-3，转化后的效果显著低碳燃烧所产生的NOX气体，在采用一次风等离子燃烧器的基础上，采用上下富细中钝的燃烧器进行改造和现代化改造，并合理配置了燃烧器内部装置，即将内部即将燃烧的空气成分添加到转换器之中，然后利用空气喷嘴的形式体现其变化[3]。具体的低碳转化改造技术如下：

2.1 调整燃烧风量

改造助燃风量是低碳转化技术的基础，对其进行科学调整并加入新型一次风室，不断缩小了终风室和油风室的范围，有效地减少了主要部件区域的风量，调整了锅炉燃烧范围内的风嘴范围，设定风速能满足锅炉燃烧特性的基本要求，增加高炉风量，并进行调整。在锅炉内形成富燃区后，通过对锅炉风量的重新分配，可以有效地抑NOX气体的排放浓度。

2.2 纵向布置燃料器

在低碳燃烧技术之中，主要是在主燃烧器上方8 cm的地方增加了一个七层独立的燃烧器空气喷嘴，此喷嘴可以上下摆动，并能有效缩短一次风喷嘴与二次风喷嘴之间的半径距离，这样就可以在主燃烧区和SOFA喷嘴之间形成富燃烧区，延长燃烧距离，让烟气中的NOX气体更加充分燃烧，从而达到控制效果。

2.3 横向布置燃烧器

经过对燃烧器水平布置的改造，可以将下段的空气回流，切向轨迹减小。改造后的二次风变为一次风，并以8度小角度移动，然后顺时针切割。经过改造的横向燃烧系统，可以将锅炉内产生的横向空气分级，并逐级排放，从而控制NOX的排放。

3 NOX排放控制改造技术分析

结合电厂锅炉的实际情况，对锅炉脱硝改造技术进行了分析，制定了具体的改造方案。依据锅炉氮氧化物排放实际情况，可以将电厂锅炉燃烧溶解度定为:

350 mg·m-3～450 mg·m-3之间；那么对于煤炭的燃烧标准就可以是500 mg·m-3，减排目标就可以定为100 mg·m-3，这样就可以有效对煤炭燃烧效果进行优化，并对整体NOX进行了优化[4]。

在进行电厂锅炉脱硝改造技术设计的时候，要充分依据电厂实际生产情况，加深对脱硝改在技术的研究，首先要对电厂锅炉脱硝技术生产中所排放的NOX的气体数据进行收集，并依据SCR技术工作原理对其进行控制。

本次改造主要是以电厂锅炉脱硝技术中的NOX排放控制技术为基础，运用低氮燃烧技术与SCR技术相结合的方式，实现对锅炉烟气脱硝中所产生的NOX气体浓度数值进行控制。低氮燃烧技术就是在燃烧器之中，对空气进行分级，然后运用不同空气燃烧效果实现对锅炉脱硝技术的燃烧进行改造，实现对NOX气体的排放控制，最后再采用SCR技术对锅炉中的烟气实现脱硝。经过这样的改造，减少了催化剂与还原剂的使用，不仅节约了电厂的生产成本，更符合了国家NOX气体排放标准，符合电厂锅炉脱硝技术改造基本需求。在进行NOX气体排放控制的时候，由于对空气进行了分级处理，在改造的时候，充分运用了自流型低氮燃烧器水平弯头离心力的作用，再加上分级风的方式，可以让煤炭进行充分燃烧，从而实现了对NOX气体排放的控制。

4 结束语

NOX气体是大气主要污染物之一，其不仅将对环境生态造成一定破坏，更能影响人体健康。因此，降低电厂生产过程中NOX气体排放量，深入改造电厂锅炉脱硝技术，实现对NOX气体的有效控制，不仅可以进一步促进电厂可持续发展，更对改善生态环境有一定的现实价值。电厂现行的SRC脱硝技术与SNCR脱硝技术各有优缺点，依据其本身特点，充分发挥技术优势对其进行改造，充分体现电厂锅炉脱硝改造技术的实际价值，在保护生态环境的同时，也能增强电厂核心竞争力。