循环流化床锅炉脱硝氨水低耗深度分析

文_杨洪良 兖州市银河电力有限公司

1 原因分析

1.1 锅炉烟气氧含量较大

NOx的产生机理可分为是热力型、快速性和燃料型。循环流化床锅炉是低氮燃烧型锅炉，属于燃料型。该锅炉氮氧化物的热分解温度比燃烧温度低，床温在600～800℃时就会生产NOx。燃料型受燃烧温度影响较小，主要取决于过量空气系数，即氧含量，氧含量越大，NOx生产量越大。

案例：某热电厂1台220t/h的循环流化床锅炉，当二次风量及其电机电流、过热器后氧含量按照表1的参数进行调整时，NOx浓度、氨水耗量明显降低。

表1 氨水耗量对照表

1.2 脱硝剂喷枪的使用效果不佳

喷枪损害严重，检修更换不及时，喷枪雾化不好，造成烟气与脱硝剂不能充分接触反应。

1.3 炉膛温度

燃料型NOx指燃料中的氮化合物在燃烧过程中经过一系列的氧化-还原反应而生成的NOx，它是煤燃烧过程中所生成NOx的主要来源，在燃煤锅炉中，燃料型NOx约占NOx生成总量的80%～90%。

因此，在确保锅炉安全稳定高效运行的前提下，可采取适当控制锅炉床温，压低温度，推荐值为850～920℃，以抑制NOx的产生，从而降低其初始含量。诸多资料及试验证明，适当降低床温，能够有效减小NOx的生成量。对于床温的控制及抑制NOx的产生，可以采用烟气再循环的改造方案。创造主燃烧区域贫氧、燃烬区域富氧的燃烧氛围，同时，使燃烧火焰区域拉长，且控制炉膛出口温度尽量高些。如此，提高锅炉效率，降低NOx的生成量，从而减少氨水使用量。有关资料显示及经验数据，床温每下降10℃，NOx生成量下降20～30mg/Nm3。

1.4 炉膛出口温度偏低

锅炉炉膛出口烟气温度偏低是影响脱硫效率的主要原因。通过在实践中反复试验的结果表明，在脱硝工艺操作中，由于NH3初期的消耗速度较低且能满足后期动力的扩散需求，所以在反应区温度为900℃时，脱氮效率最高。而在氨氮比固定的条件下，以氨水为反应剂，设定730～950℃的温度区间，脱硝效率达到最高。

1.5 锅炉本体及空预器漏风

锅炉本体，特别是尾部烟道密封不严密而造成的吸风现象以及空预器漏风，导致氧含量增高，从而造成NOx含量升高。浓度与氧含量成正比，控制烟气中氧含量是降低氨水使用量的关键与核心。

2 对策实施

2.1 合理设计炉型，首选低氮燃烧锅炉

在《火电厂氮氧化物防治技术政策》中指出，低氮燃烧技术应作为燃煤电厂氮氧化物控制的首选技术。循环流化床锅炉是低氮燃烧锅炉中最佳炉型之一，其低床温燃烧是其他炉型所不能相比的。

2.2 防止炉膛、空预器及烟道漏风

加强炉本体、空预器及烟风系统的捉漏及堵漏工作，严格执行巡检制度，若运行期间不易处理，则做好记录，在停炉检修时，消除漏点。

运行中保持合理的系统负压，严格控制锅炉炉膛负压在+100～-50Pa之间。

合理控制排烟温度，以防止空预器的低温腐蚀。通过锅炉的实际运行状况，找到一个最合理的运行参数，能够相互兼顾，相得益彰。

2.3 避免氧含量过高

严格按规程操作，控制过剩空气系数在合理范围内：正常运行时控制锅炉烟气含氧量在3.1%～3.5%，根据氮氧化物变化情况尽量调整至氧量下限运行。

定期检查仪表是否正常，一旦发现指示不正常，及时联系维修。

2.4 保持喷枪使用良好

经常检查喷头是否损坏及调整喷枪的雾化最佳状态，插入喷枪时要注意让扇形喷射面与烟气方向成垂直状态。

另外，检查喷枪系统管路隔离阀门是否内漏。采用母管制的供液系统，一般操作人员在停炉时只关闭电动阀门，而忽视关断手动隔离门。

2.5 调整较高的炉膛差压，提高炉膛出口温度

对于循环流化床锅炉而言，炉膛差压值越大，炉膛内的物料浓度越高，炉膛的传热系数越大，锅炉带负荷负荷努力越强。

因此，在锅炉运行中应根据所带负荷的要求，来调节炉膛差压。一般炉膛差压控制在500～2000Pa之间。

在锅炉高负荷时，可以提高炉膛差压，提高炉膛出口烟气温度，增大带负荷能力，从而有效降低床温，抑制氮氧化物的生成。同时，把二次风的上排风门尽量关小，把下排二次风全开，提高二次风的刚性，加强物料的扰动混合燃烧。

对于循环流化床锅炉，一次风要确保床料的正常流化，因而降低烟气氧含量通过调整一次风的范围非常小。

本文要求通过调整二次风量来降低烟气氧含量，同时调整二次风进入炉膛的上层风门保持在50%的开度，下层风门保持全开状态，以增加二次风的刚度，加强对燃烧物料的扰动，把烟气氧含量控制在2.5%～3.5%之间。在保证燃烧正常的情况下，尽其所能的把二次风量压低，这样能够把氮氧化物的浓度降低许多。

2.6 锅炉本体及空预器漏风加强密封

循环流化床锅炉密封不好存在漏风现象，在正压区会造成管壁磨损泄漏，负压区造成吸风从而氧含量增加，加大氮氧化物的产生，氨水耗量增加。为此，电厂工作人员要在锅炉停炉时必须加强炉墙的密封性检查，有必要通过各种有效的试验进行检查，如飘纸条、喷石灰粉、放烟幕弹等方式，确保锅炉密封性处于良好状态。

3 结语

本文针对电厂的节能降耗为主题，对脱硝剂氨水耗用量的降低进行经验分享，虽然重点对SNCR脱硝技术的氨水耗用量进行了解释，但许多分析及处理措施在SCR脱硝技术也可以借鉴通用，二者之间有着许多关联相通性。

通过重点对SNCR脱硝技术的氨水耗用量进行分析，许多结论及处理措施在SCR脱硝技术也可以借鉴通用，特别是在SNCR升级改造为SCR脱硝技术工艺方面。