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3.7 脱硝系统投运后对电网调度的影响
综合现场调研的情况,影响电力系统电网调度经济运行的突出问题为,机组在增设脱硝系统后,由于受脱硝入口运行温度的要求,锅炉在较低负荷时,脱硝系统无法投用,致使机组的调峰能力存在不同程度的下降,在充分吸纳风电以及可再生能源的产业政策下,电力系统的经济运行将面临前所未有的困难,尤其是在冬季供暖期,居民供热属于民生工程,供热机组的调峰能力除受脱硝温度的限制外,还受供热参数的制约,机组的调峰能力较夏季更差,再加上冬季为风电的高峰期,所以冬季电网的经济调度将会更加艰难。
3.8后续废弃催化剂的处理
脱硝催化剂在运行一定时间后,其活性降低,脱硝效率下降,为保证氮氧化物排放量,需对催化剂进行再生或更换。国外有催化剂再生成功的经验,但成本较高;国内尚无催化剂再生经验,目前还停留在通过更换催化剂来提高脱硝效率的阶段。催化剂中含有V2O5等有害物质,大量失效的催化剂如果不加以适当处理,将给环境带来二次污染,失效的催化剂属于特殊物品,必须进行特殊处理。但在我国,由于脱硝投运时间短,催化剂的更换量较小,大部分电厂还未面临催化剂处理的问题,在不久的将来,失效催化剂的处理将会是火电厂必须面对的新问题和新课题。
4.改进措施
4.1 提高脱硝入口烟温,降低机组最小负荷,改善机组调峰能力
提高脱硝入口烟温可采用的方案有:加装烟气旁路和省煤器分级布置。加装烟气旁路是指在省煤器前适当位置引出部分高温烟气至脱硝反应器入口,在低负荷时用来调节脱硝入口烟温,保证脱硝反应温度。但采取这种方案时,会改变脱硝入口的烟气流场,同时省煤的出口水温会有所降低,需要进行严格的校核计算及现场流场分布测试。
省煤器分级布置是省煤器分为两级,并分别布置于SCR反应器前后,从而有效降低脱硝入口前省煤器的吸热量,提高脱硝入口烟温。由于烟气流经SCR反应器时,温降较小,约3℃~5℃,所以分级布置对省煤器的吸热量影响不大。但要受到尾部烟道空间的限制,若尾部烟道空间允许,预期省煤器分级布置将是电厂采取的主要选择措施。
4.2 低氮燃烧器改造机组进行必要的燃烧调整
机组进行低氮燃烧器改造后,原有燃烧方式不能够满足燃烧器的最佳运行,建议改造机组进行系统的燃烧优化调整,充分考虑机组的经济性及NOx排放要求,采用既满足NOx排放要求又能确保机组安全、经济运行的方式。
4.3 优化机组协调方式,改善机组对AGC的响应速率
脱硝改造后,由于燃烧情况发生变化,应加强机组协调方式的优化,规范运行操作,使之最终满足电网对AGC的运行要求。主要可从以下几个方面入手:
1)对改造机组进行燃烧优化调整,根据调整结果进一步优化二次风风门的控制策略,规范二次风门的运行方式;
2)对机组压力偏差控制系统进行优化,提高机组的负荷调整精度;
3)优化AGC在额定参数的调整方式,以抑制额定参数的机组超压;
4)加强煤质管理和配煤工作,保证煤种的相对稳定,满足机组带大负荷的要求;
5)针对脱硝喷氨反应存在滞后问题,建议相关控制系统应进行DCS逻辑优化和修改工作。
4.4严格控制氨逃逸率
对投入脱硝系统运行的机组,要严格监视脱硝入口温度及脱硝系统的氨逃逸率,控制脱硝副产物NH3HSO4的生成,确保机组安全运行,建议建立以下工作制度:
1)通过网格法测量反应器后的氨逃逸率,以确定测量仪表所在位置在整个烟道截面的代表性,若代表性差,需对测量仪表的测量位置进行更换;
2)定期对氨逃逸测量表计进行校准,保证测量值可靠,以正确指导运行。建议投产初期应经常性校准,运行稳定后校准期限参照相关标准执行。
3)在机组大修或燃煤发生较大变化是,应对脱硝入口烟气流场分布进行测量调整,确保喷氨的均匀性,减少氨逃逸。
4.5合理调度方式
在电网电网调度出现危机的现状下,要进一步深挖循环流化床机组的调峰能力,在电力项目审批积极鼓励循环流化床机组。在电网调度矛盾突出的地区,应采取循环流化床机组在夜间负荷低峰时,采取压火停机,早高峰启动的方案,同时出台相应的法律法规,以弥补和激励改类型机组为电网的调度作出的贡献。
4.6建议出台失效催化剂处理的相关规范
现有催化剂一般使用3年左右效率变差,需要进行更换,建议出台失效催化剂处理的相关规范,并在考虑火电厂安全、经济、方便处理的前提下,确定其处理方式。据文献报道,目前失效催化剂的处理途径主要有:
1)在国家许可的范围内进行填埋处理;
2)返还给催化剂商;
3)用CaO对催化剂中的金属矾处置后,可作填料物料处理;
4)回收利用其中的有用金属材料,目前这种方法比较昂贵,还未有大规模的应用,但随着技术的发展,有望成为主流方法。
5.结论
机组在进行低氮排放技术改造后,整体运行运行状况保持良好,但部分机组由于改造和投入脱硝后,机组出现一系列问题。
5.1机组的最小技术出力存在不同程度的下降;
5.2进行低氮燃烧器改造的机组多数出现经济性下降的现象;
5.3 AGC调节性能差,需在改造后及时进行相应的优化;
5.4投入脱硝系统后,受脱硝副产物的影响,部分电厂空预器、除尘器以及引风机存在不同程度的堵塞和腐蚀情况;
5.5脱硝运行成本和改造成本高;
5.6 电网调度难度大,机组停备严重。
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