SNCR脱硝技术在300MWCFB锅炉上的应用-undefined

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摘要：本文针对SNCR脱硝技术首次在300MWCFB锅炉的成功应用进行详细介绍，CFB机组本身具有低氮排放的特性，目前国内大部CFB机组NOX排放在200mg/Nm3左右，经SNCR技术改造后，可以满足《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)对重点区域CFB氮氧化物排放限值(小于100 mg/Nm3)的要求，以期为国内众多CFB机组提供新的脱硝思路。

关键词： SNCR 脱硝技术 CFB锅炉应用

1.概述

秦皇岛秦热发电有限责任公司#5机组(300MW CFB)于2012年底完成了以尿素为还原剂的SNCR烟气脱硝装置改造工程，改造前NOX排放浓度约为240 mg/Nm3(6%O2)，通过SNCR脱硝设施改造，设计脱硝效率不小于60%，排放指标满足国家标准对重点地区的要求(低于100mg/Nm3)。168小时试运行期间，平均脱硝效率为73.43%，最大脱硝效率可达82.96%，NOX平均排放值54.5 mg/Nm3;2012年12月1日通过了由河北省环境保护厅组织的环保验收;在CFB机组中采用SNCR脱硝技术所取得的效果远远超过预期，CFB+SNCR设计综合脱硝效率>85%，实测>90% 。

2.工程概况

2.1 建设单位机组简介

秦皇岛秦热发电有限责任公司2×300MW循环流化床(CFB)锅炉机组，于2007年投产发电。锅炉由东方-电气集团东方-锅炉股份有限公司采用法国ALSTOM公司技术设计的DG1025/17.4-Ⅲ型CFB锅炉，锅炉出力1025t/h，为亚临界参数自然循环流化床汽包炉，该型锅炉整体呈左右对称H型布置，4台高温旋风分离器布置在锅炉两侧，采用外置换热器控制床温及再热汽温。

2.2脱硝工艺选择

根据现场实际，CFB锅炉采用炉内脱硫，脱硫产物易导致SCR工艺所用催化剂钙化中毒，影响使用寿命和脱硝效率;锅炉设计无预留增加脱硝装置反应器空间，现场条件无法满足SCR工艺布置要求;锅炉燃用低热值高灰分燃料，尾部灰浓度远高于煤粉锅炉，会造成SCR反应器催化剂磨损严重、使用寿命降低，将使运行费用增加较大;省煤器后烟温较煤粉炉低，设计310左右为SCR脱硝反应的温度下限，不利于SCR反应器提高脱硝效率;由于催化剂的加入会将SO2氧化为SO3并与逃逸氨反应生成硫酸氨和硫酸氢铵，易造成空预器积灰堵塞和腐蚀且系统阻力增加较大，影响机组运行安全。鉴于以上因素，秦热公司不考虑采用SCR和SNCR+SCR联合脱硝工艺。

SNCR适用于CFB机组，首先其炉膛出口温度一般在850~1000℃区间内，在SNCR工艺高效“温度窗”内;其次燃烧后烟气分四部分分别经过分离器，在分离器内剧烈混合且停留时间超过1.5秒，为SNCR工艺提供了天然的优良反应器;最后由于CFB燃烧技术是一种低NOX燃烧技术， CFB锅炉出口NOx浓度较低，再通过SNCR工艺，可确保出口浓度达到环保要求;此外SNCR工艺投资和运行费用都低于SCR工艺，工业试验和国外运行经验均表明SNCR系统用于CFB锅炉，设计合理可达60% 以上脱硝效率，氨逃逸可低于10ppm。

2.3 SNCR系统工艺简介

秦热公司的SNCR系统是用尿素作为还原剂喷入旋风分离器内与NOX进行选择性反应，不用催化剂，直接与烟气中的NOX进行反应生成N2和H2O，该方法以旋风分离器作为反应器，CFB锅炉特有的旋风分离器结构，为脱硝反应提供了强烈的混合场所，有助于烟气和喷入的还原剂均匀混合，并提供了足够的反应时间。

作为还原剂的固体尿素，被溶解制备成质量浓度为50%的尿素溶液。尿素溶液经输送泵输送至稀释模块前，与稀释水按一定比例混后，被稀释为适当浓度的尿素溶液，经过计量分配装置的精确计量分配至每个喷枪，最后经喷枪喷入炉膛，进行脱硝反应。

其反应方程式为

NO+CO(NH2)2 +1/2O2→2N2+CO2+H2O

SNCR脱硝系统采用模块化设计，主要由尿素溶液储存与制备系统、循环输送模块、稀释模块、计量分配模块、喷射系统、自控系统所组成。

尿素储存及制备系统(两台机组共用一台溶解罐(Φ2200×2700)，两台尿素溶液储罐(Φ4500×5500)，总容积满足2台炉7天用量。

溶解罐内尿素与冷渣器出口引来的凝结水(0.6~1MPa，40~65℃)通过搅拌混成均匀的50%尿素溶液。50%尿素溶液通过一用一备的耐腐蚀循环泵泵入两台尿素溶液储罐，运行中要保证尿素溶液温度不低于结晶温度。

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