某熱電廠循環流化床鍋爐SNCR脫硝改造

何　鵬, 郭　峰, 胡慶兵

(1.安徽電氣工程職業技術學院, 安徽　合肥　230051；2.國網安徽省電力公司培訓中心, 安徽　合肥　230022；3.合肥熱電集團有限公司, 安徽　合肥　230000)

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某熱電廠循環流化床鍋爐SNCR脫硝改造

何鵬1，2, 郭峰3, 胡慶兵3

(1.安徽電氣工程職業技術學院, 安徽合肥230051；2.國網安徽省電力公司培訓中心, 安徽合肥230022；3.合肥熱電集團有限公司, 安徽合肥230000)

為落實環保新標準，實現鍋爐煙氣氮氧化物穩定達標排放，某熱電廠對循環流化床鍋爐進行了SNCR脫硝改造。文章對此技術改造進行了介紹，并對SNCR投運后出現的問題提出處理措施，以便為同類型電廠的脫硝改造提供借鑒。

循環流化床鍋爐；脫硝；改造

0　概述

某熱電廠現有2臺75t/h循環流化床鍋爐、1臺130t/h循環流化床鍋爐、1臺6 MW、1臺12 MW背壓式汽輪發電機組。其中#1、#2爐為濟南鍋爐廠生產的75t/h中溫中壓循環流化床鍋爐(2005年12月份投產運行)，#3爐為一臺泰山鍋爐廠130t/h循環流化床鍋爐[1]。按照《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)規定：自2014年7月1日起，現有火力發電鍋爐及燃氣輪機組，現有循環流化床火力發電鍋爐NOx排放值應控制在200mg/Nm3以內。

為落實環保新標準，實現鍋爐煙氣氮氧化物穩定達標排放，該廠實施2×75t/h和1×130t/h循環流化床鍋爐煙氣脫硝節能環保改造。2015年5月15日開始進行了鍋爐脫硝系統改造，2015年10月30日完工。

1　改造內容

目前世界上比較流行的煙氣脫硝工藝方法，主要有選擇性催化還原法(SCR)、選擇性非催化還原法(SNCR)。SCR脫硝效率可達60～90%，SNCR脫硝效率一般范圍為30～60%(對于小型循環流化床鍋爐脫硝效率可達70%)；但是，SCR投資運行費用較大，SNCR投資及運行費用相對較低，且SNCR幾乎不增加系統阻力。由于CFB鍋爐自身NOx排放濃度低，因此對于小型流化床鍋爐來說，選擇性非催化還原法(SNCR)脫硝，仍可滿足最新環保標準，且技術投資和運行成本低、安裝和改造較為簡便[2]。

2×75t/h+1×130t/h鍋爐脫硝改造工程包括一套完整的脫硝系統所必需的設備、管道、控制等，包括尿素制備及儲存系統(見圖1)、尿素溶液噴射系統、連續監測系統(見圖2)、稀釋系統(見圖3)、管道支架、電纜橋架、保溫油漆、照明系統、電氣保護、控制系統(新建1臺DCS控制系統)等。#1、#2、#3鍋爐低氮燃燒及負荷性能保證部分：對#1、#2鍋爐尾部煙道查漏消缺，二次風優化，完善風量測量，及相應的電氣儀控部分等；對#3(130t/h)鍋爐進行二次風優化，查漏消缺等。土建部分：新建1間變頻器室、1間CEMS間、1間尿素制備站、1間尿素輸送站，及其他設備基礎等。

圖1　尿素制備與儲存系統

2　SNCR工作原理

SNCR脫硝是在爐膛溫度為850～1050℃的溫度區域內，利用尿素作為還原劑，在無催化劑的情況下有選擇性地與爐內煙氣中的氮氧化物NOx(主要是約95%NO和5%NO2)發生化學反應，生成無害的氮氣和水，從而脫除煙氣中NOx。第一輸送泵將配料池中配制完成的尿素溶液輸送至尿素溶液儲罐中，經過混合器混合稀釋的尿素溶液借助若干個噴射器并在蒸汽作用下噴射進入鍋爐中以形成若干個噴射層，噴入爐膛的尿素溶液的質量濃度為20～28%，進而實現選擇性非催化還原法爐內脫硝。

SNCR脫硝噴槍在鍋爐中布置見圖4。

圖3　稀釋系統

3　改造效果

以#1鍋爐為例，在2015年10月22日，進行了SNCR調試，相應參數見表1。

表1　#1鍋爐SNCR調試參數

從表1中可以看出：(1)SNCR脫硝系統運行良好，設備運行正常；(2)隨著噴尿素量的增加，出口氮氧化物明顯降低。(3)SNCR脫硝系統可在鍋爐不同負荷下正常運行，可滿足脫硝效率60%要求，氨逃逸<8mg/Nm3。

表2將#1、#2、#3鍋爐改造前后的參數進行了對比。

表2　#1、#2、#3鍋爐脫硝改造前后參數對比

*為鍋爐負荷段。

從表2中我們可以對比發現，改造后鍋爐氧量、爐膛差壓、返料溫度、爐膛出口溫度、污染物排放以及帶負荷能力都比之前要有明顯的改善。但是由于改造過后鍋爐爐膛差壓上升較多，返料量明顯上升，鍋爐密相區壓力由于給煤機密封不好及爐前播煤風效果不足等原因使爐膛密相區正壓最大只能維持在500Pa左右，爐膛中部及爐膛出口負壓過大，煙氣流速增加，排煙量上升，并且導致鍋爐大負荷運行中存在安全隱患。

4　存在問題及采取的措施

(1)排煙溫度、鍋爐效率的影響。根據有關資料，噴入鍋爐的尿素溶液濃度為10%左右，在100%BMCR時噴入溶液量約為5t/h。經過鍋爐性能計算，排煙溫度溫升約為1.1℃。從三臺鍋爐的運行參數來看，鍋爐的排煙溫度都有10～30℃的溫升；同時，SNCR脫硝系統的最佳反應條件是溫度880～1100℃之間，為了保證爐膛出口溫度為脫硝最佳溫度，爐膛出口溫度也有所提高，造成q2損失隨之增加。

(2)二次熱風系統。鍋爐運行后發現漏灰嚴重，主要原因是密封盒焊接時出現漏焊現象，密封盒澆筑時未必澆注料均勻，重新焊接澆筑后運行正常。

(3)鍋爐負荷及排放控制。在調整及運行過程中，環保參數控制有不穩定現象。需要組織專業技術人員繼續細化鍋爐調整操作要領，指導運行操作人員加強調整燃燒，同時需要結合主蒸汽流量、氧量等前饋信號，結合鍋爐各負荷工況測試下的數據開發出新的脫硝控制系統，實現SNCR區域先進預測控制，將環保指標和經濟指標控制在合理范圍內。

5　結論

通過整體試驗，三臺鍋爐均能實現啟動正常，從帶負荷能力來看，#1、#2鍋爐已經滿足恢復出力的要求，#3鍋爐基本達到負荷要求，鍋爐輔機試運正常，高壓變頻器、給煤機運行穩定，鍋爐CEMS、氨逃逸、風量裝置測量準確，改造完成后鍋爐排放基本滿足了最新環保排放標準要求。

[1] 安徽安能熱電股份有限公司.鍋爐運行規程[Z].2008.

[2] 陳彬，姚麗萍.SNCR技術在循環流化床鍋爐煙氣脫硝中的應用[J].電力科技與環保，2012,28(5).

[責任編輯：朱子]

Transformation of SNCR Denitrification of Circulating Fluidized Bed Boiler in a Thermal Power Plant

HEPeng1,2,GUOFeng3,HUQing-bing3

(1.AnhuiElectricalEngineeringProfessionalTechniqueCollege,hefei230051,China；2.TrainingCenterofStateGridAnhuiElectricPowerCorporation,hefei230022,China；3.HefeiThermoelectricGroupCo.,Ltd.,hefei230000,China)

For the implementation of the new standards of environmental protection, the boiler flue gas NOxemission standards has been realized, a thermal power plant transformed circulating fluidized bed boiler by SNCR denitrification. This paper introduces technological transformation, SNCR operation and problems and puts forward treatment measures to the same type of plant denitrification transformation to provide reference.

circulating fluidized bed boiler; denitrification; transformation

2016- 04-15

安徽高校自然科學研究重點項目：CFBB的SNCR煙氣脫硝的控制優化研究(項目編號：KJ2016A047)；安徽電氣工程職業技術學院重點課題：循環流化床鍋爐爐內脫硝技術研究(課題編號：2013zdxm003)

何鵬(1973-)，男，安徽巢湖人，安徽電氣工程職業技術學院、國網安徽省電力公司培訓中心，講師、技師。

郭峰(1983-)，男，安徽淮北人，合肥熱電集團有限公司，助理工程師，從事電廠工程技術管理。

TK223.27

A

1672-9706(2016)03- 0072- 05

胡慶兵(1973-)，男，安徽巢湖人，合肥熱電集團有限公司，助理工程師，從事電廠工程技術管理。