燃煤火电机组停机过程NOx排放特征分析-undefined

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摘要：通过燃煤火电厂调研，调取火电机组实时监控数据，获取555台次火电机组停机过程的NOx排放浓度小时均值及其超标时长信息，机组容量涵盖50MW-1000MW。数据显示：停机过程NOx排放浓度小时均值超标小时数在0-8小时之间，69.02%台次未超标，18.55%超标1小时，超标2小时及以上的占12.43%；NOx最大排放浓度小时均值在0.86-478.43mg/m3之间，其中49.52%的NOx最大浓度在50mg/m3以下，达到超低排放的浓度限值要求，有16.95%超过200mg/m3；超标时长超过1小时及最大排放浓度小时均值在200mg/m3以上的在200MW及1000MW等级机组中所占比例较高；执行超低排放限值的机组停机过程未超过限值的台次达73%以上。

1引言

当前，燃煤电厂主要采用“低氮燃烧+选择性催化还原（SCR）”技术控制氮氧化物，少数电厂采用“低氮燃烧+选择性非催化还原（SNCR）”或“低氮燃烧+选择性催化还原（SCR）+选择性非催化还原（SNCR）”技术。

因受脱硝技术发展水平的限制，主要是采用SCR技术其催化剂受烟气温度条件的制约，燃煤火电机组在启停或低负荷运行（如机组负荷降至50%甚至更低）等非正常工况阶段，烟气温度达不到脱硝催化剂的反应温度（310℃），烟气脱硝设施无法正常投入运行。因此，在燃煤机组停机解列前一段时间内NOx排放浓度超过标标准限值（或超过超低排放限值）现象还普遍存在，是导致煤电机组NOx排放整体达标（达超低排放限值）率低于二氧化硫（SO2）和烟尘的重要因素。为此，本文通过调研与实时监控数据收集，针对燃煤火电机组停机过程中的NOx排放特征进行了系统分析，以期对燃煤电厂进一步优化脱硝设施运行，已及环保部门提高NOx排放监管的科学性、有效性提供参考。

2研究内容与数据采集

本文主要研究燃煤火电机组停机过程NOx排放特征，通过调取燃煤火电机组实时监控数据，获取了2017年1月1日至9月30日期间557台次机组停机过程中的NOx排放信息。机组容量范围覆盖50MW-1000MW，其中，200MW等级及以下机组台次数占11.13%，300MW等级机组占56.37%，600MW等级机组占28.37%，1000MW等级机组占4.13%。

调研机组目前执行的NOx排放标准涵盖了200mg/m3、100mg/m3及50mg/m3（超低排放限值）。经数据识别，剔除因信息传输故障等导致的数据无效信息，采集到NOx超标小时数有效的机组为539台次，对照机组当前执行排放标准，超标小时数范围在0-8小时之间；剔除因信息传输故障、监测仪器故障、停机过程中空气过程系数较高导致折算浓度失真等因素引起的数据无效信息，采集到NOx排放浓度有效的机组为525台次，机组停机过程NOx最大排放浓度小时均值范围在0.86-478.43mg/m3之间。

3数据分析

3.1NOx排放超标小时数情况

采集停机过程NOx超标小时数有效的机组为539台次，超标小时数统计情况见表1。根据达《火电行业排污许可证申请与核发技术规范》中关于火电机组停机过程NOx排放标判定的有关规定，机组停机过程以机组解列前出力降到额定功率的50%算起，原则上停机时间不超过1小时，可不作为NOx排放达标判定依据，即停机过程可豁免1小时。

表1机组停机过程NOx超标小时数统计表

上述机组停机过程中，共有372台次未出现NOx浓度小时均值超标，占到有效台次的69.02%，200MW等级及以下、300MW等级、600MW等级、1000MW等级机组均有不超标的情况，各自比例分别为58.62%、72.49%、69.13%和47.83%。

超标小时数仅1小时的台次数达到总台次的18.55%。200MW等级及以下、300MW等级、600MW等级、1000MW等级机组超标1小时的台次分别占各自比例为18.97%、17.15%、22.15%、13.04%。

超标小时数在2小时及以上的台次数为总台次的12.43%。200MW等级及以下、300MW等级、600MW等级、1000MW等级机组超标2小时级以上的台次分别占各自比例为22.41%、10.36%、8.72%、39.13%。由此可见超标时长较多的主要为1000MW和200MW及以下等级机组，但200MW、300MW、600MW都出现了超标时长达4小时以上的情况，尤其是有1台330MW机组出现了8小时的超标情况，1000MW机组最长超标时长为3小时。

图1各等级机组停机NOx超标小时数分布图

图2各等级机组停机NOx超标小时数统计占比图

3.2NOx排放浓度情况

采集停机过程NOx排放浓度有效的机组为525台次，其中执行50mg/m3（超低排放限值）的289台次，执行100mg/m3的115台次，执行200mg/m3的121台次。NOx最大排放浓度小时均值范围在0.86-478.43mg/m3之间，最大排放浓度小时均值分布情况如图3所示，各等级机组最大排放浓度小时均值范围统计情况见表2，其中，小于50mg/m3区间的占到接近一半，达49.52%，在50-100mg/m3、100-200mg/m3区间的比例分别为19.24%、14.29%，但仍有16.95%的停机过程NOx最大浓度超过了200mg/m3。

图3机组停机过程NOx最大排放浓度小时均值分布情况

表2机组停机过程NOx最大排放浓度小时均值范围统计表

将停机过程NOx最大排放浓度小时均值控制在在50mg/m3以下的台次数为260，占49.52%，其中300MW等级机组达到该水平的占比最高，达55.56%，600MW、1000MW等级机组也将近一半，分别达到47.62%和47.83%，只有台次数200MW等级及以下机组仅有24.14%的机组将停机过程NOx最大排放浓度小时均值在50mg/m3以下。

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