探讨300 MW锅炉脱硝系统与低氮燃烧器运行与检修维护

2021-07-02李岩

应用能源技术 2021年6期

李岩

(大唐国际发电股份有限公司张家口发电厂，张家口 075000)

0 引言

近年来我国政府逐渐实施了新的大气排放规定，要求燃煤电厂必须要严格控制好烟尘以及NOX等有害物的排放工作，因此，现阶段国内各个燃煤电厂均在纷纷开始研究烟气脱硝技术，尤其是注重引入SCR技术，主要是由于该技术不仅脱硝效率高，同时还具有能耗小、成本低的特点。因此，本文对该脱硝系统和低碳燃烧器的运行以及维护展开研究，进一步降低氨排放量，确保系统的正常稳定运行。

1 机组状况分析

本文以某工程的2*300 MW的供热机组为例，该机组为东方锅炉厂制造的设备，其特性是可以自然循环，除了具备一次中间再热功能外，还具有四角切圆燃烧和固态排渣的功能，该制粉系统使用了5套中速的磨煤机以及直吹式的一次风机系统。本文中工程使用的是西山贫煤，而校核煤种则为西山混煤以及洗中煤。根据调查研究显示，该锅炉产生的氮氧化物的设计值约为650 mg/Nm3,远高于环保部门的标准。因此，为了降低氮氧化物的排放量，相关的管理人员于2016年开支改造供热机组，并于2018年彻底完成了锅炉脱硝的改造工作。实验显示在改造后，该锅炉厂氮氧化物的排放量已经从650 mg/Nm3降低到50 mg/Nm3,已经达到了环保部门的排放标准，有效降低了氮氧化物的总排放量，实现了经济效益和社会效益的统一。

2 结合具体实例分析300 MW锅炉脱硝系统的运行以及检修维护方式

2.1 300 MW锅炉脱硝系统的运行维护方式分析

首先，相关的工作人员必须要重视锅炉燃烧的调整工作，尽可能令燃尽风与二次风的开度比例保持稳定，确保锅炉燃烧工作的正常稳定，如果含氧量在一个较为正常的范围内，则在化工矿下应尽可能降低SCR入口处中的氮氧化合物浓度[1]。当热解炉的出口温度超出340 ℃并保持稳定后，则必须要令加热器的出口温度超出600 ℃运行，通过此种方式，就可以令压缩空气系统保持正常的压力，同时单枪压缩的空气流量也可以保持在20 L以上。

其次，一旦脱硝系统中的脱硝反应器中的出入口与气压差小于800 Pa时，如果压差存在上升的趋势，工作人员就应该及时检查声波吹灰器是否处于正常运转的状态。例如，检查声波吹灰器是否存在噪音和水平震动的问题。工作人员在检查完空预器后，还应查看其吹灰工作的效果，确保可以为空预器提供充足的吹灰压力。另外，工作人员还需要实时监测好脱硝系统的脱硝效率。一旦氨逃逸率低于3 ppm，必须要及时查找出氨逃逸率超标的原因，并制定相应的改善措施。例如，工作人员应该检查空预器的前后冒烟情况，尤其是要检查好烟气压差是否处于正常的状态，一旦在运行的过程中发生烟气压差逐渐上升，则工作人员可以通过增加空预器的吹灰工作，从而降低烟气压差[2]。

再次，为了保证系统的正常运行，应该令脱硝系统中的一次风量尽可能维持在3 900～4 300 Nm3/h，然后再结合系统中的喷氨量大小，调整到相应的风量，令脱氨系统排放的氮氧化合物降低到50 mg/Nm3以下，见表1，在改造后脱硝率基本保持在90%。另外，工作人员还应该实时掌握好喷枪流量的变化，务必令各个尿素喷枪小于25 L，一旦其低于25 L，则必须要令其停止一杆喷枪的运行，尽可能防止由于单个喷枪的流量过低，导致系统堵塞或者是跳闸的现象发生。

表1 优化前后脱氨数据对比

最后，工作人员在升降负荷，或者是冲洗喷枪时，为了避免影响系统运行，应该令电热炉出口处的温度低于305 ℃，并且两侧氨的混合气温度还应该小于280 ℃，如果升降负荷或者是入口处的浓度存在变化，也应该注意好氨氧化物的变化，尽可能令单枪的浓度小于120 L/h，一旦烟道中的氮氧化合物浓度发生变化，工作人员也需要及时进行调整，避免出现喷氨过量，或者是自动解列的问题。例如，工作人员可以每隔一小时统计一下脱硝系统的运行参数，并分析好参数的变化趋势，一旦发生故障，就可以根据相关的参数，对系统进行投退处理或者是缺陷处理。

除此之外，工作人员还应该每隔一小时就检查一次系统设备是否能够正常运行。例如，检查氨溶液管道或者是低压力表计是否存在泄漏和结晶的问题，如果空气系统的压力保持正常，并且存在泄漏现象，就可以检查吹灰情况，如果存在异常情况，必须要及时上报给检修部门进行维系。

2.2 300 MW锅炉脱硝系统的检修维护方式分析

首先，工作人员应该检查好脱硝系统的各项参数，确保其显示无误，与此同时对DCS系统进行每日巡检，务必保证控制系统的正常稳定运行，与此同时对脱硝的历史趋势展开记录检查。例如，必须重点核查CEMS系统参数，并将其记录下来，务必保证其正常稳定运行。另外，工作人员还需要重点检查好以下各项参数：第一，检查好采样孔的疏散以及清理工作；第二；检查好SCR系统出口和入口处的氮氧化物，并且还需要核对好氮逃逸值；第三，检查好电加热入口处和出口处的风压以及尿素溶液的总流量；第四，如图1所示，工作人员在对参数测点展开检查时，务必要提前和发电部进行沟通交流，从而令一次而保护测点的保护退出，避免影响整个脱硝系统的运行[3]。

图1 脱硝测点图

其次，定期对脱硝喷枪的展开检查，在检查前工作人员必须要和运行人员进行沟通，提前做好安全防护措施，避免发生被烫伤的事故，充分保证工作人员的生命安全。具体的检查方式如下：第一，工作人员需要先做好喷枪的清理工作，尤其是要清理好喷嘴及其周围的固定旋钮，同时在清理完成后，还必须要保持喷嘴的牢固性，避免由于止带压溶液渗出，在喷嘴周围生垢，无法保证雾化效果；第二，工作人员在将喷嘴安装好后，还应该利用热解炉观察其雾化效果，在这一过程中必须要注意的是，在固定喷枪时，必须要令喷嘴向下，然后再判断雾化效果；第三，在检查好喷枪的各个组成部分后，及时做好相应的记录工作。

最后，工作人员必须要对脱氨系统定期展开检查，务必保证吹灰器的稳定运行，与此同时，还需要重视对设备保温与伴热工作的检查工作，一旦发现存在保温不良或者是缺失的问题，必须要及时联系维修人员，加强对脱硝系统备品的管理。

3 低氮燃烧器的运行以及维护方式分析

3.1 低氮燃烧器运行维护方式分析

首先，工作人员应调整好氮氧化物的燃烧情况，以不超出限量为标准。例如，由于开大燃尽风门在减少氮氧化物的含量中具有较为明显的效果。因此，工作人员就可以根据这一特性进行调整，务必保证燃尽风的开度超出200%，同时含氧量也大于3.5%，才能降低氮氧化物，确保CO的指标满足排放标准。

其次，调整好燃尽风开度和燃烧区二次风开度，这是由于燃尽风开度较大，就会导致氮氧化物降低，同时还容易发生燃烧区缺氧的问题，造成锅炉内部容易出现结焦的现象，致使排烟温度增加，从而令锅炉的风量也会逐渐上升，耗费的能源也会增加。例如，在锅炉调整后，应该令其中的含氧量在2.5%到3.5%之间，避免由于CO指标过大，影响氮氧化物的降低效率。

最后，加强对氮氧化物的调整工作，例如工作人员可以将二次风增加到70%，然后观察火检的变化情况，当上层的燃尽风开到90%，则工作人员可以适当地减少其他层的二次风开度情况，当中间各层二次风的开度维持在20%到30%之间，则可以调整二次风，并令周界风保持在5%到10%即可，有助于工作人员根据煤质掌握燃烧情况。

3.2 低氮燃烧器检修维护方式分析

低氮燃烧器检修主要需要做好以下几方面工作：第一，工作人员必须要注重运行调整工作，并且科学合理的配风；第二，采用恰当的掺烧方式，尽可能选择和设计煤种相似的煤质；第三，定期检查燃烧器的燃烧情况，并且及时将焦块清理干净；第四，一旦设备停止运行，必须要对其进行检查。例如，检查燃烧器的磨损情况，如果存在损坏的部位，则必须要及时进行更换，同时工作人员也应该提升自己的专业素质和检修水平，可以根据检修标准展开检修。