大容量燃煤锅炉低氮燃烧与脱硝系统优化运行浅析-第3页-北极星大气网

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2.2600MW工况经济性对比

2.2.1低氮退出时脱硝喷氨量增加成本

600MW工况低氮低氮退出时，脱硝入口NOX为563mg/Nm3，烟气流量为1800kNm3/h，如果脱硝出口NOX要达到100mg/Nm3，则：

脱硝效率应为：(563-100)/563=82.2%

脱硝系统氨气和NOX反应的氨氮摩尔比为(80%效率对应的摩尔比为81.5%，依此推算)：0.815/0.8*0.822=0.837

脱硝系统的理论喷氨量为(入口烟气量×入口NOX含量/NO2分子量×氨氮摩尔比成氨气分子量)：1800*563/46*0.837*17=313kg/h

600MW工况低氮低氮投入时，脱硝入口NOX为150mg/Nm3，烟气流量为1800kNm3/h，如果脱硝效率要达到80%，则：

脱硝系统氨气和NOX反应的摩尔比为：0.815

脱硝系统的理论喷氨量为：1800*150/46*0.815*17=81kg/h

综上，600MW负荷时低氮投退影响氨气用量增加313-71=232kg/h，按3000元/吨单价计算，增加费用为：232*3=696元/小时;日氨气成本增加：696*24=1.67万元;

2.2.2低氮投入时供电煤耗增加成本

按照上述试验数据，600MW负荷低氮投入影响锅炉效率下降1.8%，折合供电煤耗6.12g/kWh，标煤单价按700元/吨计算，增加费用为：600000*6.12/1000000*700=2570元/小时，日燃煤成本增加2570*24=6.17万元

2.2.3600MW工况低氮投退经济性对比

低氮投入时，燃料成本增加每日增加6.17万元，低氮退出时，氨气成本每日增加1.67万元，则：低氮退出比低氮投入时每日节约费用4.5万元(按负荷率100%计算)。

2.3450MW工况分析

2.3.1低氮退出时脱硝喷氨量增加成本

450MW工况低氮低氮退出时，脱硝入口NOX为327mg/Nm3，烟气流量为1500kNm3/h，如果脱硝出口NOX要达到100mg/Nm3，则：

脱硝效率应为：(327-100)/327=71%不满足环保要求，应按80%计算

脱硝系统氨气和NOX反应的摩尔比为：0.815

脱硝系统的理论喷氨量为：1500*327/46*0.815*17=147kg/h

450MW工况低氮低氮投入时，脱硝入口NOX为179mg/Nm3，烟气流量为1500kNm3/h，如果脱硝效率要达到80%，则：

脱硝系统氨气和NOX反应的摩尔比为：0.815

脱硝系统的理论喷氨量为：1500*179/46*0.815*17=81kg/h

综上，450MW负荷时低氮投退影响氨气用量增加147-81=66kg/h，按3000元/吨单价计算，增加费用为：66*3=198元/小时;日氨气成本增加：198*24=4752元;

2.3.2低氮投入时供电煤耗增加成本

按照上述试验数据，450MW负荷低氮投入影响锅炉效率下降1.14%，折合供电煤耗3.88g/kWh，标煤单价按700元/吨计算，增加费用为：450000*3.88/1000000*700=1222元/小时，日燃煤成本增加1222*24=2.9万元

2.3.3450MW工况低氮投退经济性对比

低氮投入时，燃料成本增加每日增加2.9万元，低氮退出时，氨气成本每日增加4752元，则：低氮退出比低氮投入时每日节约费用2.42万元(按负荷率75%计算)。

75%的负荷率接近年实际负荷率，因此450MW的分析数据具有一定的代表性。

2.4300MW工况分析

300MW负荷下，低氮投入时的NOX比低氮退出时还高，即低氮投入时锅炉效率低，喷氨量大，肯定不经济，未做具体数据分析。

3.低氮燃烧系统和烟气脱硝系统优化运行规定

为了实现烟气中NOX达标排放，3号锅炉在大修时同步进行了“低氮燃烧+SCR烟气脱硝”改造。电科院试验表明600MW、450MW和300MW三个典型负荷下，低氮燃烧系统分别投入和退出工况相比锅炉效率分别降低1.82、1.14、0.16个百分点，对机组运行经济性影响较大。

通过低氮燃烧系统投入时燃料增加的成本和退出运行时脱硝液氨增加的成本综合分析，认为以SCR烟气脱硝系统为主要降低NOx手段，尽量少用低氮燃烧系统以减少对供电煤耗的影响是最经济的运行方式。

3.1低氮燃烧投入运行的主要运行调整内容

1)适当降低总风量同时关小主燃烧区的燃料周界风、辅助风挡板为主燃烧区营造缺氧燃烧的大环境;

2)两侧大风箱的分风挡板保持50%左右的开度，打开顶部燃尽风挡板，实现空气分级;

3)燃烧器采用垂直浓淡燃烧器，实现燃料分级燃烧(设备结构，运行中无法调整)。

3.2优化基本原则

通过上述分析，锅炉低氮燃烧系统和烟气脱硝系统优化运行的基本原则如下：

在脱硝系统可以完全满足NOX达标排放的前提下，弱化或退出低氮燃烧系统运行(保持正常的总风量和主燃烧区二次风门开度、两侧大风箱分风挡板全开、关闭顶部燃尽风挡板)，以降低对锅炉效率的影响。

3.3低氮燃烧和脱硝系统优化规定

1)试验证明将5层燃尽风挡板全部关至10%，送风机电流会上升2-3A，同时低氮改造时将原有的顶部反切风OFA1、OFA2堵了盲板，不再具有反切风的功能不利于汽温偏差的调整;为了降低对送风机电流的影响，同时保留汽温偏差的调整手段，低氮退出运行期间规定：上四层燃尽风(SOFA2-5)关至10%，最底层燃尽风(SOFA1)可以根据汽温偏差以及脱硝入口NOX情况进行调整，原则上开度不应过大;

2)机组低负荷350MW以下，应避免最上层磨运行，同时降低氧量运行(空预器入口氧量不得低于2.0%)、适当关小主燃烧区二次风门(不得小于25%)，保持大风箱差压大于0.3kPa以上有利于降低脱硝入口NOX;

3)正常运行中脱硝入口标态NOX应维持在400-500mg/Nm3之间，超过500mg/Nm3(按80%效率计算，此时对于脱硝出口NOX为100mg/Nm3)时，可以适当投入顶部燃尽风，维持脱硝系统达标运行;

4)脱硝系统安装边界效率方式运行，在保证出口NOX不超过100mg/Nm3前提下，脱硝效率保证大于80%且接近于80%运行;

5)当脱硝入口NOX长时间偏高，喷氨调整门开度已经大于90%时，如果脱硝效率或出口NOX接近要求值而调整无效时，可就地手动稍开喷氨调整门旁路手动门以增大喷氨量;

6)由于脱硝系统系统投入，SCR区域、空预器差压增长速度加快，送风机抢风、引风机喘振可能性增大，运行中严格执行防止送风机抢风、引风机喘振及处理的相关措施;

7)随着脱硝催化剂活性的降低，脱硝无法满足NOX达标排放时，根据实际情况对低氮系统运行进行调整，必须保证烟气达标排放。

原标题：大容量燃煤锅炉低氮燃烧与脱硝系统优化运行浅析

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