近年來(lái)，隨著我國(guó)NOx排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，促使各電廠均陸續(xù)安裝了煙氣脫硝系統(tǒng)，脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行成為了一個(gè)新的研究課題，而如何降低液氨的消耗量也是其中之一，本文通過(guò)對(duì)某公司在實(shí)際運(yùn)行中試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析總結(jié)，簡(jiǎn)要的闡述了在一定的設(shè)備條件下從燃燒調(diào)整、系統(tǒng)維護(hù)等方面來(lái)降低脫硝系統(tǒng)液氨單耗的一些方法，使得在保障脫硝系統(tǒng)安全運(yùn)行的同時(shí)盡可能的減少液氨用量，提高經(jīng)濟(jì)性。

1、前言：

某公司鍋爐型號(hào)為HG-1970/25.4-PM18超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流爐,采用前后墻四層對(duì)沖燃燒方式，共四臺(tái)磨煤機(jī)，每臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)一層燃燒器。脫硝系統(tǒng)采用SCR技術(shù)。由于設(shè)備的固定性，決定了現(xiàn)有條件下降低脫硝系統(tǒng)噴氨量只能通過(guò)日常燃燒調(diào)整、低負(fù)荷時(shí)設(shè)備運(yùn)行方式的選擇等方法來(lái)降低脫銷入口NOx含量，并加強(qiáng)脫硝系統(tǒng)維護(hù)等方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2、名詞解釋：

液氨單耗：某公司規(guī)定為在發(fā)電過(guò)程中每發(fā)電1kwh所消耗的液氨質(zhì)量，單位為g/kwh

燃料型NOx：燃燒過(guò)程中由燃料中含氮有機(jī)化合物的氧化而生成的NOx;

熱力型NOx：由大氣中的氮生成，主要產(chǎn)生于原子氧和氮在高溫下生成的NOx

3、降低SCR反應(yīng)器入口NOx含量的幾種方法嘗試：

從脫硝反應(yīng)的原理來(lái)看，在保證凈煙氣排放NOx合格的條件下，要減少噴氨量，就必須降低脫硝反應(yīng)器入口的煙氣NOx含量，經(jīng)某公司長(zhǎng)期的運(yùn)行摸索，嘗試了有以下幾方面的方法。

3.1選擇合適的配風(fēng)方式

a.運(yùn)行中保持盡可能低的氧量，并根據(jù)不同的煤種不斷調(diào)整。由NOx的生成機(jī)理可知，氧量即過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)整個(gè)燃燒過(guò)程對(duì)NOx的生成量起著決定性的作用，富氧燃燒下，燃料型和熱力型NOx生成量都大幅增加，而從實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看也印證了這一點(diǎn)，所以，為了控制NOx，應(yīng)在保證燃燒充分的情況下盡可能低的控制氧量。但在實(shí)際運(yùn)行中，低氧量情況下，極容易造成爐內(nèi)各部不同程度的結(jié)焦，所以，在低氧運(yùn)行中應(yīng)經(jīng)常檢查渣斗落焦及爐膛結(jié)焦情況，以調(diào)整氧量達(dá)到一個(gè)最佳值。對(duì)于600MW機(jī)組，負(fù)荷從300-600MW對(duì)應(yīng)經(jīng)驗(yàn)氧量值一般為4.5-2.5為最佳，最低不宜低于2.0。

b.采用分級(jí)配風(fēng)的方法可有效降低NOx含量。配風(fēng)可主要從燃盡風(fēng)開度和四層燃燒器對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)門配比來(lái)實(shí)現(xiàn)，理論和實(shí)踐證明，燃盡風(fēng)對(duì)NOx的排放量影響較大，隨著燃盡風(fēng)風(fēng)量的增加，下層燃燒器的風(fēng)量將減小，這樣煤粉前期燃燒處于貧氧燃燒狀態(tài)，而后期燃盡期相對(duì)富氧，從而大幅度降低煙氣NOx含量。四層二次風(fēng)的配比同樣可以參照上述原理，以下為運(yùn)行中滿負(fù)荷下四層燃燒器二次風(fēng)配風(fēng)變化與煙氣NOx含量對(duì)應(yīng)關(guān)系表：

從表中可以看出，當(dāng)上層二次風(fēng)門開大，下層關(guān)小時(shí)，NOx含量明顯減少。但是，燃盡風(fēng)量過(guò)大或下層二次風(fēng)量過(guò)小時(shí)，會(huì)引起一次燃燒區(qū)嚴(yán)重缺氧而出現(xiàn)結(jié)渣和高溫腐蝕等異常，所以，當(dāng)采取這種極端的配風(fēng)方式時(shí)應(yīng)嚴(yán)密注意爐膛結(jié)焦情況，異常時(shí)及時(shí)調(diào)整配風(fēng)方式。

3.2選擇最佳的磨煤機(jī)運(yùn)行方式

對(duì)于哈鍋1970T的典型四層對(duì)沖直流爐型來(lái)說(shuō)，在相同負(fù)荷和氧量水平下，保持下三層燃燒器運(yùn)行所產(chǎn)生的NOx含量要遠(yuǎn)小于上三層(相同氧量水平下約能減少30%)。所以在其余條件允許的情況下，應(yīng)盡量保持下三層磨運(yùn)行，同時(shí)在上煤方式上始終把最劣質(zhì)煤上在最上層磨上，以使得下三層磨的帶負(fù)荷能力大大提高，在最大限度的降低NOx含量的同時(shí)兼顧了燃燒安全和帶負(fù)荷能力。另外一點(diǎn)需要注意的是，在這種運(yùn)行方式下，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，開大最上層停運(yùn)磨的二次風(fēng)門可進(jìn)一步減少NOx的生成量，一般為開大30%以下效果明顯，NOx含量可降低約20%。

基于以上現(xiàn)象，即使在滿負(fù)荷需要啟動(dòng)全部制粉系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，也可以采用保持最上層磨較小出力的方法來(lái)盡可能的降低NOx含量以降低液氨單耗。但選擇這種壓低火焰中心的燃燒方式可能會(huì)降低主再熱汽溫度，損失一定的經(jīng)濟(jì)性，而這時(shí)為了提汽溫必須加大總二次風(fēng)量提高氧量，抬高了NOx含量，所以在汽溫和液氨單耗之間應(yīng)通過(guò)不斷調(diào)整找到一個(gè)最佳點(diǎn)。3.3煤質(zhì)和一次風(fēng)率的雙重影響。

一般來(lái)講，燃煤揮發(fā)分的大小決定了燃燒所產(chǎn)生的NOx含量水平的大小，無(wú)煙煤為最大，高揮發(fā)分的褐煤俗稱長(zhǎng)焰煤燃燒所產(chǎn)生的NOx含量最小，經(jīng)試驗(yàn)可知，把長(zhǎng)焰煤摻燒比例由5%提高到20%并上煤平均熱值提高500大卡后，SCR入口NOx含量大幅降低約300mg/m³，因現(xiàn)在絕大部分電廠均采用多煤種摻燒，降低標(biāo)煤?jiǎn)魏牡膲毫ζ仁共惶赡荛L(zhǎng)期使用這種上煤方式，所以在現(xiàn)有條件下，只有通過(guò)合理配置上煤方式，保證上煤平均熱值不過(guò)低，在標(biāo)煤?jiǎn)魏呐c液氨單耗之間找到平衡點(diǎn)。

另外，由于直吹式制粉系統(tǒng)的特點(diǎn)，在煤質(zhì)較差時(shí)，一次風(fēng)壓較高，即一次風(fēng)率相應(yīng)提高了，使得燃燒初期的氧量更充足，也會(huì)一定程度的提高NOx含量，所以此時(shí)可適當(dāng)開大上層二次風(fēng)，關(guān)小下層二次風(fēng)，從而抵消部分此種負(fù)面作用。

3.4負(fù)荷因素的影響

對(duì)于大部分爐型來(lái)說(shuō)，隨著鍋爐負(fù)荷的增加，爐內(nèi)氧量都有大幅度的降低，所以有降低燃料NOx形成的趨勢(shì)，另一方面隨著入爐煤量的增加，爐內(nèi)溫度的升高，熱力型NOx產(chǎn)生量明顯升高，綜合實(shí)際運(yùn)行情況，升負(fù)荷的過(guò)程中，NOx含量特別是液氨單耗會(huì)走出一個(gè)逐漸降低再升高的過(guò)程。

從表二中可以看出，負(fù)荷從300MW升至550MW過(guò)程中，由于氧量的下降，液氨單耗不斷下降，而負(fù)荷升至550MW啟動(dòng)上層磨后液氨單耗驟然上升，而隨著負(fù)荷升至630MW，氧量的下降又使得液氨單耗逐漸下降，所以對(duì)于液氨單耗來(lái)講，540MW三臺(tái)磨運(yùn)行是該機(jī)組的最佳運(yùn)行方式，所以對(duì)于兩臺(tái)機(jī)組來(lái)說(shuō)，綜合上述特性及磨煤機(jī)運(yùn)行方式的特性來(lái)合理調(diào)度兩臺(tái)機(jī)組的負(fù)荷可有效降低總體液氨單耗。

3.5保證合適的煤粉細(xì)度

煤粉細(xì)度對(duì)于NOx的影響往往容易被忽視，理論上來(lái)說(shuō)，煤粉越細(xì)，燃燒就越提前，即燃燒初期的過(guò)量空氣較少，可有效抑制NOx的生成。從實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看也可以印證這一點(diǎn)，但其影響的數(shù)值較小。

4、脫硝系統(tǒng)的維護(hù)對(duì)液氨單耗的影響

在入口煙氣NOx含量一定的情況下，脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行狀況就完全決定了液氨的用量，一旦系統(tǒng)異常導(dǎo)致液氨與煙氣不能充分反應(yīng)，不但增加了液氨的消耗，還增大了液氨的逃逸率，對(duì)脫硝系統(tǒng)的下游設(shè)備如空預(yù)器、引風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行造成威脅。脫硝系統(tǒng)主要需做好以下幾個(gè)方面。

4.1做好催化劑活性的監(jiān)視和維護(hù)。

催化劑安裝過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)施工工藝的監(jiān)視，防止催化劑模塊間距過(guò)大或密封不好的現(xiàn)象。利用機(jī)組停運(yùn)機(jī)會(huì)，對(duì)催化劑試驗(yàn)樣進(jìn)行化驗(yàn)，針對(duì)催化劑的活性，必要時(shí)加裝備用層催化劑。

4.2做好稀釋風(fēng)機(jī)運(yùn)行的規(guī)范。

稀釋風(fēng)機(jī)是保證脫硝系統(tǒng)噴氨良好的重要設(shè)備，正常情況下啟動(dòng)風(fēng)煙系統(tǒng)前啟動(dòng)稀釋風(fēng)機(jī)，機(jī)組風(fēng)煙系統(tǒng)停運(yùn)后停運(yùn)稀釋風(fēng)機(jī)，防止噴氨噴口堵塞。另外，稀釋風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓測(cè)點(diǎn)應(yīng)經(jīng)常檢查，確保風(fēng)量準(zhǔn)確、足夠。4.3加強(qiáng)脫硝系統(tǒng)吹灰，保證催化劑表面的清潔度，利于反應(yīng)器的充分反應(yīng)。

從運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，應(yīng)保證最少每24小時(shí)對(duì)脫硝系統(tǒng)進(jìn)行一次吹灰，在吹灰前后，液氨單耗有較明顯差異。在機(jī)組燃燒劣質(zhì)煤、油煤混燒或液氨單耗不正常升高時(shí)應(yīng)根據(jù)情況增加吹灰次數(shù)。對(duì)于蒸汽吹灰的系統(tǒng)，吹灰前應(yīng)充分疏水，防止將水噴入催化劑表面。

4.4加強(qiáng)噴氨系統(tǒng)閥門的維護(hù)。

主要是通過(guò)維護(hù)保證噴氨調(diào)門需要良好的調(diào)節(jié)線性，隨著機(jī)組負(fù)荷的升降，噴氨量會(huì)發(fā)生較大變化，如噴氨調(diào)門線性不好，低開度時(shí)漏量大，在入口煙氣NOx含量較低所需噴氨量極小時(shí)，就必然造成液氨逃逸率極高，從運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，該調(diào)門最少能保證噴氨量在20-300kg/h范圍內(nèi)能良好調(diào)節(jié)。

4.5做好脫硝系統(tǒng)各處壓力測(cè)點(diǎn)的監(jiān)視能很好的掌握脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

一般來(lái)說(shuō)，反應(yīng)器進(jìn)出口差壓和噴氨管路壓力是主要的監(jiān)視參數(shù)，反應(yīng)器進(jìn)出口差壓能反映其清潔度，從噴氨管路壓力可看出噴口是否有堵塞現(xiàn)象。所以，此參數(shù)都應(yīng)列為日常維護(hù)定期檢查項(xiàng)目，保證準(zhǔn)確可靠。

4.6完善脫硝出口的NOx含量的精確控制可有效降低液氨的單耗。

在可預(yù)見的入口煙氣NOx含量會(huì)大幅波動(dòng)的情況下，應(yīng)提前做好噴氨調(diào)閥的調(diào)整。噴氨調(diào)閥應(yīng)遵循提前調(diào)整、勤調(diào)細(xì)調(diào)的原則，做到噴氨量實(shí)時(shí)的與NOx匹配，需要注意的是，從噴氨量的增減到反應(yīng)器后NOx數(shù)據(jù)的變化有一個(gè)約2分鐘左右的反應(yīng)時(shí)間，做好提前操作有利于NOx的平穩(wěn)控制。另外要做好凈煙氣出口NOx與SCR后NOx的比對(duì)分析，由于凈煙氣出口NOx排放值為環(huán)?？己酥?，但是噴氨調(diào)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)的是SCR后NOx，兩者由于距離較遠(yuǎn)，會(huì)存在偏差，正常運(yùn)行中應(yīng)注意監(jiān)視兩者偏差在正常范圍，同時(shí)適當(dāng)提高SCR后控制值(建議SCR后控制值設(shè)定在60ppm-130ppm，保證凈煙氣出口小時(shí)平均值不超過(guò)100ppm即可)可在保證環(huán)保排放達(dá)標(biāo)的同時(shí)將液氨單耗降至最低。

【結(jié)束語(yǔ)】：通過(guò)對(duì)典型600MW機(jī)組運(yùn)行中影響脫硝系統(tǒng)液氨單耗的各種運(yùn)行方式的試驗(yàn)，從降低反應(yīng)器進(jìn)口NOx含量和脫硝系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)兩大方面各種影響液氨單耗的各項(xiàng)因素進(jìn)行分析，在燃燒調(diào)整、配風(fēng)方式、配煤方式、做好脫硝系統(tǒng)的維護(hù)等方面總結(jié)出了一些行之有效的降低液氨單耗的方法，使得在一定設(shè)備條件下盡可能的節(jié)省了液氨的消耗量，提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全性。