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浅议燃煤机组低负荷脱硝改造方案

北极星环保网来源:《能源与节能》作者:齐玄 齐继玄2017/7/14 9:56:24我要投稿

北极星环保网讯:根据国家环保部的最新要求,燃煤发电机组大气污染物在达到超低排放的同时,应满足全负荷脱硝投运的要求。论述了目前实施的低负荷脱硝改造的主要措施,指出了工程改造时应注意的问题。

全负荷脱硝

关键词:脱硝装置;省煤器;0号高加

根据最新环保要求,机组低负荷情况下不允许脱硝退出运行。脱硝催化剂的运行温度偏离310℃~420℃时,脱硝会停止喷氨,以免对催化剂寿命造成影响。目前,由于机组调峰频繁,低负荷时省煤器出口烟温低于310℃时,脱硝系统会自动退出运行。为避免脱硝退出,满足排放标准,须对机组进行低负荷脱硝装置投运改造。目前国内多个机组均存在该问题,且全负荷脱硝技术的研究及应用也即将大面积铺开。

1背景

目前典型的600MW超临界机组,锅炉一般为超临界变压直流、前后墙对冲燃烧(或四角切圆燃烧方式)、一次中间再热、平衡通风、固态排渣煤粉炉。排烟温度约为120℃~130℃(修正后),锅炉效率一般在为93%左右,最低不投油稳燃负荷为35%BMCR(锅炉最大连续运行工况)。

烟气脱硝系统一般采用选择性催化还原(SCR)法,双烟道双反应器无脱硝旁路布置方式,脱硝还原剂采用尿素(尿素热解法)。为达到GB50223-2011火力发电厂大气污染物排放标准关于大气污染物关于NOx排放标准的要求,在锅炉最大工况(BMCR)、燃用设计煤种、处理100%烟气量的条件下,脱硝效率一般不小于80%。

SCR装置按“2+1”层布置,年利用时间按6500h考虑,投运时间按8000h考虑,装置可用率不小于98%。

2技术路线

锅炉内脱硝装置前端布置有省煤器、再热器等受热面。减少这些受热面吸收的热量,则可提高脱硝装置入口的烟气温度。通过对锅炉整个换热系统的研究分析,要降低受热面吸收的热量,最简单的办法是减少受热面面积,或减少参与换热的物质流量。

为解决低负荷时脱硝系统运行,必须提高机组低负荷工况下脱硝装置入口的烟气温度,一般有以下几种技术方案。

2.1加装省煤器烟气旁路

加装省煤器烟道旁路,在省煤器或再热器等合适的位置引出一路烟道,接在脱硝SCR装置的入口。在旁路烟道上增加调节挡板,在低负荷时,打开旁路烟气挡板,一部分未参与换热的烟气直接经烟气旁路进入SCR装置进口进行混温,提高省煤器出口的烟气温度,使脱硝装置能正常投入使用。

旁路烟气的抽取位置要根据机组实际运行情况来确定,一般情况下,抽取位置越靠近炉膛,旁路烟气温度越高,对脱硝装置入口烟温的调节能力也就越强,调节最为灵敏。同时,该部分烟气的热量由于未经换热直接排出,影响锅炉炉内受热面换热,会对机组热效率稍微有所影响。

因此,应经过热力计算来确定最佳旁路烟气抽取位置,降低对机组热经济性的影响。

另外,应综合考虑设备实际来确定旁路烟气的抽取位置。由于现有机组大多为改造工程,从节约工程量的角度,一般优先推荐旁路烟气直接从锅炉后部抽出,此时一定要注意锅炉最后一排钢架的斜撑,确保是否有管道的空间。如果该方案有一定的困难,可从锅炉侧部考虑开孔,但由于锅炉尾部省煤器等受热面在锅炉侧部一般布置有蒸汽吹灰器,锅炉钢架内设置有吹灰器平台,采取该方案时应注意锅炉的通行及检修平台的改造。

目前,电厂对旁路烟道是否加装关断门有一定的争议。工程实际经验反映,当关断门关闭时,静止的烟气中含尘量较高,粉尘会沉积在关断门周边,经常出现低负荷关断门打不开的情况,影响机组正常投运。

如果不加装关断门,在机组正常负荷运行时,小部分高温烟气会经过调节门直接进入脱硝装置,由于该部分烟气的热量未经利用,会稍微影响锅炉效率。采用烟气旁路改造方案的电厂国内相对较多,且已有多个投运业绩。

延伸阅读:

河源电厂#1锅炉低负荷脱硝控制探索

1000MW超超临界机组低负荷脱硝研究及改造

深度分析火电灵活性改造形势下的低负荷脱硝技术选择

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