降低机组脱硝液氨单耗

摘 要：在国家环保要求越来越严格的背景下，公司响应国家号召降低氮氧化物的排放，同时保证公司利润最大，需通过优化运行方式，降低脱硝液氨单耗。主要应从降低原烟气NOx以及脱硝系统日常维护着手，尽可能的提高机组的经济性、安全性。

关键词： NOx 液氨; 单耗; 运行方式; 经济; 安全

一：我司锅炉型号为HG-1913/25.4-YM7超临界参数变压运行燃煤直流锅炉，采用前后墙三层对冲燃烧方式，正压直吹式制粉系统，共六台中速磨煤机，每台磨煤机对应一层5只低NOX轴向旋流煤粉燃燒器。配有一级燃烬风。脱硝系统采用SCR技术，每台机组装设2台脱销反应器，布置在省煤器后、空预器之前。按2+1配置，即两层运行一层备用（#2炉因超净排放改造已改为3层运行）。催化器采用蜂窝式，布置在垂直烟道中。在正常运行中不能对设备进行改造，只能通过两个方向来进行操作，从而减少液氨单耗，即降低SCR入口的NOX含量和优化脱硝系统调节方式等方法，使得在保障脱硝满足减排要求的同时，尽可能的减少液氨单耗，提高经济性。

二：液氨单耗：规定为在发电过程中每发电1kwh所消耗的液氨质量，单位为Kg/kwh，燃料型NOX：燃烧过程中由燃料中含氮有机化合物的氧化而生成的NOX。 热力型NOX：由大气中的氮生成，主要产生于原子氧和氮在高温下生成的NOX。

三：为了降低喷氨量，必须想办法降低脱硝反应器入口原烟气的NOX.在锅炉运行中可以采取以下方法。

1、选择合适的配风方式

A.运行中在保证燃料完全燃烧的情况下，尽可能提供较少的送风量，并要根据煤种的变化及时进行调整。根据NOX的生成机理可知，过量空气系数和燃烧区域的温度是整个燃烧过程生成NOX决定因素，富氧燃烧NOX生成量都会大幅增加。但在实际运行中，低氧量情况下，极容易造成炉内各部不同程度的结焦还会造成锅炉的不完全燃烧损失，使经济型和安全性下降，所以在日常运行调整中，应根据锅炉的灰渣的含碳量和原烟气的NOX浓度来选取一个最优值。对于蚌埠公司， 600MW负荷下应将氧量控制在1.5-1.8为最佳，低负荷是不应大于6.

B.采用分级配风的方法可有效降低NOX含量。通过减少燃烧区域的氧量，以便在燃烧区形成缺氧燃烧的情况，在氧量系数小于0.8的情况下，可以形成还原性气氛，可以有效减少热力型和燃料箱NOX的生成。根据此原理，配风可主要从燃尽风开度和三层燃烧器对应的二次风门开度大小来实现。通过适当关小下层和中层二次风开度，开大燃尽风层风门开度，这样煤粉前期燃烧处于贫氧燃烧状态，而后期燃尽期相对富氧，从而降低烟气NOX含量。当采用此种配风方式时， NOX含量明显减少。但是，燃尽风量过大或下层二次风量过小时，会引起一次燃烧区严重缺氧而出现结渣和高温腐蚀等异常，所以应通过不断摸索选取合适值，在燃烧含碳量高的煤粉时，下中层二次风应保持在50%左右开度，而燃用挥发分高的煤种应将下中层二次风开度防止40左右。

C.在高负荷时，通过关小中心风门可降低NOX的生成。因为中心风促进了煤粉的前期燃烧，而关小中心风时，风量就会转移的二次风和燃尽风，使风箱压力增加，加大了燃尽风的刚性。还可以通过内外二次风的配比，调节旋流强度来控制NOX的生成，旋流强度越大，煤粉和空气结合的充分，提早燃烧，不利于燃烧区的还原性气氛。而旋流强度太弱，会造成锅炉的效率下降，也会对锅炉的燃烧造成偏差，所以应经过试验选取每个燃烧器的内外二次风配比。

2、选择最佳的磨煤机运行方式

在相同负荷和氧量水平下，保持中下ABDE磨煤机组合运行所产生的NOX含量要远小于ABDF、ACDE、ACDF磨煤机组合方式产生的NOX，所以在条件允许的情况下，应尽量保持ABDE层磨煤机运行。根据每日的机组负荷曲线调整不同的加仓方式，低负荷时，可以在下层加差煤，而高负荷时下层则应加好煤，在保证机组负荷、原烟气NOX的生成和经济上达到一个最优配置。在低负荷时，由于炉膛内部温度下降热力型NOX下降较快，而此时锅炉过量空气系数较大，可以将下层二次风关小，同时开大上层二次风的方法来控制NOX的生成，开大上层二次风至40%，可以使 NOX含量同比下降约10%-20%。当锅炉负荷增加，负荷550MW以上或者总煤量达到260T/H以上时，需要六台磨煤机全部运行，此时为了控制NOX浓度，可以减少C/F给煤量，降低炉膛煤粉燃烧区，使C/F层的煤粉燃烧区远离燃尽区，在调节NOX时，也要兼顾锅炉的其他参数，如机组的主再热器的两边偏差、锅炉效率、锅炉安全性等，通过摸索，能在燃用不同煤种时，达到最好的效果。

3、煤质和一次风的双重影响

在燃用高N含量的煤粉时，原烟气的NOX也一定较高。在煤质较差时，锅炉给煤量增加，而煤粉中不可燃烧成分会增加较多，此时应减小二次风量，降低二次风旋流强度等方法，使煤粉不完全燃烧，所以此时可适当开大上层二次风，关小下层二次风，以此来降低NOX浓度，但是A/D层二次风不易过小，否则炉渣含碳量增大，而此时燃烧器携带煤粉的一次风刚度增加，可能会造成贴壁燃烧，和不完全燃烧，降低锅炉安全性和经济性，300MW低负荷时A/D层二次风挡板开度不宜低于50%开度，此时下层二次风最主要的作用是托举炉膛底部火焰集中燃烧，增强低负荷燃烧的稳定性。此时应采取束腰式配风，减少中间，加强上下。

4、机组负荷因素的影响

对于大部分炉型来说，随着锅炉负荷的增加，炉内氧量都有大幅度的降低，所以有降低燃料NOX形成的趋势，另一方面随着负荷的增加，炉内温度的升高，热力型NOX产生量明显升高，综合实际运行情况，从300MW到600MW的不同负荷段，液氨单耗会有一个先降后升的趋势。负荷从300MW升至500MW过程中，由于氧量的下降，液氨单耗不断下降，而负荷升至500MW后液氨单耗却不断上升，再启动上层磨，尤其是向上喷的磨时，NOX会有一个突然暴增的过程，所以在启动上层磨时，应提前缓慢加大两侧喷氨量，防止净烟气NOX浓度超限。

四、脱硝系统的维护对液氨单耗的影响

在入口烟气NOX含量一定的情况下，脱硝系统的运行状况就完全决定了液氨的用量，一旦系统异常导致液氨与烟气不能充分反应，不但增加了液氨的消耗，还增大了液氨的逃逸率，对脱硝系统的下游设备如空预器、引风机的安全运行造成威胁。脱硝系统主要需做好以下几个方面：1、做好催化剂活性的监视和维护。2、加强稀释风机运行的规范。3、加强脱硝系统吹灰，保证催化剂表面的清洁度，利于反应器的充分反应。4、加强喷氨系统阀门的维护。液氨储存区域发生几次液氨系统阀门法兰处漏氨现象，所以巡检时应认真检查，值内做好液氨泄漏的事故预想，熟悉液氨泄漏的应急预案。5、完善脱硝出口的NOX含量的精确控制可有效降低液氨的单耗。在可预见的入口烟气NOX含量会大幅波动的情况下，应提前做好喷氨调阀的调整。喷氨调阀应遵循提前调整、勤调细调的原则，做到喷氨量实时的与NOX匹配，需要注意的是，从喷氨量的增减到反应器后NOX数据的变化有一个约2分钟左右的反应时间，做好提前操作有利于NOX的平稳控制6、加强对NOX系统测点的监控，发现问题及时分析原因。

结论

通过对#1炉、#2炉运行中影响脱硝系统液氨单耗的各种运行方式的分析，从降低反应器进口NOX含量和脱硝系统运行维护两大方面各种影响液氨单耗的各项因素进行归纳总结，得出了一些行之有效的降低液氨单耗的方法，使得在现有条件下尽可能的节省液氨的消耗量，提高了机组的经济性。若通过运行调整和设备维护每年节约10%液氨消耗量计算的话，节约资金约为34.2160万元。在环保要求日益严格和整个电力行业较为过剩等大环境下，通过精细化的运行调整为公司带来经济效益，是每个运行员工的责任。

参考文献：

[1]颉天瑞，宋吉，火鸿宾.2*600MW超临界集控运行规程【S】 国电蚌埠发电有限公司 2011.

[2]刘勇.NOX生成机理【J】油气田地面工程 2007.

[3]丁永航，周大汉.燃烧过程中NOX的生成和抑制技术【J】上海煤气 2007.

[4]叶江明.锅炉原理【M】中国电力出版社2004.

作者简介：

吴海龙 （1980 年），男，安徽蚌埠人，本科学历，汽机技师，从事电厂运行工作。