哈尔滨600MW超临界锅炉低负荷期间脱硝运行研究

北极星环保网讯:哈尔滨600MW超临界锅炉，设计时考虑尽可能降低排烟温度，但是进行脱硝改造后，在低负荷运行期间，不能满足脱硝反应器运行温度要求。通过与锅炉厂技术人员沟通交流，结合现场大量试验，总结出一套提高脱硝反应器运行温度的最佳方法，满足低负荷期间脱硝SCR出口运行条件，值得同类型机组借鉴。

1.设备概况

淮南平圩第二发电有限责任公司(以下简称公司)2×640MW机组，锅炉为哈尔滨锅炉厂生产，三井巴布科克公司标准化典型设计的HG-1970/25.4-YM7型、超临界、一次中间再热、变压运行、带内置式再循环泵启动系统的直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π型露天布置。燃烧器布置方式采用前后墙布置，对冲燃烧方式。采用6台中速磨煤机，前后墙各布置3层燃烧器，每层各5只低NOx轴向旋流燃烧器，共30只燃烧器。在最上层煤粉燃烧器上方，前后墙布置一层燃尽风口，每层布置5只，共10只燃尽风口。

2012年完成对#4锅炉增加脱硝系统改造。脱硝系统为双烟道双反应器无旁路方式，采用选择性催化还原(SCR)烟气脱硝工艺，SCR反应器布置在省煤器出口，尿素热解法制备脱硝还原剂。采用蜂窝状催化剂，模块按2层+1层预留层考虑，催化剂设计运行出口烟温大于315℃。脱硝系统按效率≥80%，NOx排放浓度不超过80mg/Nm3设计。

2.脱硝运行状况

该公司#4炉脱硝系统于2012年12月10日通过168小时验收试验。但是，脱硝系统运行期间发现，在锅炉正常运行方式下，机组负荷低于470MW时，脱硝SCR出口温度低于315℃，不能满足设计运行要求。故与催化剂生产厂家沟通，将脱硝SCR出口温度限值降到300℃，尽管如此，当机组负荷低于420MW时，仍然不能满足脱硝SCR出口温度大于300℃的要求，造成脱硝系统被迫停运。为保证脱硝系统满足运行条件，只能申请将机组负荷运行在420MW以上，但这又不能满足调度调峰要求。

经过调研了解，系统内类似机组在进行脱硝改造后，均存在低负荷期间不能满足脱硝运行要求。为摸索低负荷期间脱硝系统情况，该公司专业技术人员与哈尔滨锅炉厂共同研究，并进行了大量的现场试验，探索出解决机组低负荷期间提高脱硝SCR出口温度，满足脱硝运行条件的最佳方法。

3.提高脱硝SCR出口温度方法研究

理论上，提高脱硝SCR出口温度的主要方法就是降低省煤器、低温过热器、低温再热器的吸热量。其中降低省煤器的吸热量，可以通过加装省煤器水侧旁路阀和烟气侧旁路挡板两种方法实现。通过与锅炉厂交流，认为对超临界直流锅炉，省煤器水侧加装旁路阀，对锅炉水动力场运行不利，因此该方法被排除，推荐采用加装省煤器烟气侧旁路挡板，低负荷期间通过调整挡板开度，降低省煤器、低温过热器、低温再热器的吸热量，提高脱硝SCR出口温度。

在与锅炉厂交流的同时，该公司专业技术人员也在进行大量的摸索试验，其中改变磨煤机出口温度，调整制粉系统磨煤机运行层次，调整再热器侧烟气挡板开度，停止锅炉长吹等方法，对脱硝SCR出口温度均有不同程度的影响。

3.1相关试验结果

3.1.1调整制粉层次对SCR反应器出口温度影响

锅炉燃烧器采用前后墙布置，对冲燃烧方式。其中前墙由上到下分别为D、C、E，后墙由上到下分别为：A、F、B。正常下四台磨煤机B、C、E、F运行，在机组420MW时，SCRA侧出口烟温298.2℃，SCRB侧出口烟温294.2℃。通过调整磨煤机运行层次，后脱硝SCR反应器出口烟温变化见表1。

停运B磨，启动A磨运行，脱硝SCR反应器A/B侧出口烟温提高2℃左右。停运磨煤机B、E，启动磨煤机A、D运行，脱硝SCR反应器A/B侧出口烟温提高8℃左右。即其他方式不变，相同负荷下，采用上四台磨煤机运行比采用下四台磨煤机运行，脱硝SCR反应器出口烟温提高8℃左右。

3.1.2锅炉吹灰对SCR反应器出口温度影响

锅炉吹灰分长吹和短吹，其中短吹布置在锅炉炉膛左右墙，长吹布置在锅炉水平烟道、尾部烟道左右墙。吹灰采用程序控制，每天吹灰一次。

为验证吹灰对SCR反应器出口温度的影响，分别将锅炉短吹、长吹停止5天，记录吹灰停运前后SCR反应器出口温度变化情况。其中短吹停运后，SCR反应器出口温度增加1.5℃;长吹停运后，SCR反应器出口温度增加10℃。

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