邹县300MW级机组低负荷下脱硝系统运行技术研究与应用

北极星环保网讯:摘要：华电国际邹县发电厂300MW级机组低负荷（50%-75%）运行时,省煤器出口烟温低于315℃,不能满足脱硝系统最低连续喷氨烟温要求。经过充分调研及结合脱硝改造方案实际,我厂开展低负荷下脱硝系统运行技术研究,并提出改造方案,加装省煤器旁路烟道,在机组低负荷运行时,将脱硝系统入口烟温提升至315℃以上,实现机组低负荷脱硝连续投入喷氨运行,达标排放,实现绿色发电。

关键词：脱硝入口烟温；低负荷；省煤器；烟气旁路

1概述

邹县发电厂335MW机组脱硝系统由青岛华拓科技股份有限公司设计制造，安装在省煤器至空气预热器之间的烟道内。采用高灰型选择性催化还原烟气脱硝（SCR）工艺，采用液氨为还原剂。采用板式催化剂，催化剂按“2+1”模式布置，备用层在最下层，烟气垂直向下通过催化块层。

设2台SCR反应器，不设反应器旁路和省煤器旁路。在SCR装置的进口烟道设置灰斗及相应的输灰系统，灰输送至本机组的除灰系统。初装2层催化剂时，在锅炉正常负荷范围内，设计条件下SCR入口NOx浓度为450mg/Nm3，在催化剂质量保证期期满之前，脱硝效率不低于80%，且NOx排放浓度不超过100mg/Nm3。

2问题的提出

为响应国家环保节能减排强制要求，邹县4台300MW级机组已完成烟气脱硝改造并投入运行，但在机组低负荷（50%-75%）运行时，省煤器出口烟温低于315℃（在50%ECR负荷下，省煤器出口烟温仅285℃），不能满足脱硝系统最低连续喷氨烟温要求。脱硝入口烟温低于设计值，为保护脱硝催化剂等设备，脱硝装置不能喷氨，NOx排放浓度不能满足标准要求。

3运行优化提高烟温的措施

在#3机组脱硝系统调试过程中，从运行调整方面采取提高#3炉脱硝系统入口烟温方法，有以下几点：

（1）改变制粉系统运行方式。把制粉系统运行方式由“甲、乙、丙”改为“甲、乙、丁”或“甲、丙、丁”或“乙、丙、丁”方式，理论上可提高火焰中心，提高脱硝入口烟温，最极端的制粉系统运行方式是“乙、丙、丁”方式。通过试验对比改变制粉系统运行方式对省煤器出口烟温基本没有什么影响，但所有制粉系统的非常规运行方式对机组安全运行都有很大影响；

（2）提高燃烧器摆动角度。从2011年#3机组节能优化大修后，#3炉再热汽温偏低，机组正常运行中，为提高再热汽温，燃烧器摆动角度一般都大于70%。所以通过提高燃烧器摆动角度的方法来提高脱硝入口烟温已无空间；

（3）改变蒸汽吹灰器的吹灰方式。1）单日吹单对吹灰器，双日吹双对吹灰器。由于#3炉吹灰器控制为PLC控制，进行跳步吹灰的方式容易造成吹灰程序紊乱，会使所有吹灰器同时进吹，影响机组安全；2）两天一次吹灰。不吹灰时脱硝入口烟温能升高一点，但吹灰当天脱硝入口烟温还会恢复正常；3）停止尾部受热面吹灰。

为了验证停止尾部受热面吹灰对烟温的影响，2014年1月6日停止尾部受热面蒸汽吹灰，2014年1月7日恢复全面蒸汽吹灰。从试验结果来看，在机组负荷相近的情况，吹灰和不吹灰影响烟温3.06℃，但是长时间不进行尾部受热面吹灰，影响机组安全经济运行，吹灰与不吹灰烟温对比见表1。结论：通过运行调整措施提高脱硝入口温度，调整范围非常有限，且影响锅炉运行的安全性、经济性。

4提高省煤器出口烟温的解决思路及方案调研

（1）省煤器旁路烟道改造。在省煤器前增设旁路烟道，设置旁路烟气挡板在低负荷下开启，引部分高温烟气至脱硝SCR入口，提高低负荷下的脱硝装置入口烟气温度，以维持脱硝装置连续喷氨运行。对于单烟道锅炉需要在省煤器后增加烟气调节挡板，以调整旁路烟气量。优点：调节灵活，烟气温度调节范围大；对锅炉运行无大的影响；与省煤器分级改造方案相比，改造投资相对较小，工期较短。不足：烟道旁路投用时，锅炉效率会有所降低；

（2）省煤器分级改造。省煤器高温段布置于原位置，低温段布置于脱硝装置出口侧，解决低负荷烟温过低脱硝装置无法运行的问题。优点：对锅炉运行无影响；不降低锅炉效率。不足：改造投资比较大；受改造位置、钢架强度、设备基础条件限制；

（3）省煤器水旁路改造。在省煤器入口和出口之间增加旁路管道和阀门，通过调整旁路水流量，提高省煤器出口烟温。优点：水管路尺寸小、便于布置；旁路水量采用调节阀控制，方便可靠；投资相对较低。不足：旁路水量大，对烟气温度的调节范围小（一般小于10℃）；省煤器内流通的水量减少，省煤器出口管存在汽化风险；会降低锅炉效率；

（4）低温脱硝技术。目前尚处于催化剂研究阶段，技术不成熟；（5）弹性回热技术。需在末级高加后增加一个抽汽可调式的给水加热器，并在高压缸选择一个合适的抽汽点，此项技术改造范围和费用较高。

5省煤器烟气旁路改造

（1）方案确定。经充分对比分析，在目前技术和设备条件下，较为成熟和适用的改造方案有省煤器烟气旁路改造、省煤器分级改造两种方案。鉴于300MW机组脱硝改造已完成，未预留省煤器分级布置空间等现状，应选择“加装省煤器旁路烟道”方案来提高机组低负荷段省煤器出口烟温，满足机组低负荷时脱硝正常投入喷氨运行；

（2）省煤器烟气旁路改造。2014年1月26日，邹县发电厂委托东方锅炉厂进行省煤器旁路烟道设计改造。具体改造方案为：通过对300MW级机组省煤器入口部位（环形集箱上部）包墙管拉稀，获得左右两个对称的旁路烟道接口，旁路烟道从接口处引出，垂直向下直接引入SCR入口烟道，连接烟道采用扁平外形，烟道内空截面5050mm×1050mm。

在旁路烟道水平段设置非金属膨胀节，垂直段设置金属膨胀节，并在旁路烟道两膨胀节中间布置关断型调节挡板各一套（双侧烟道共两套），在主烟道布置调节挡板各一套（双侧烟道共两套）。2014年3月份完成#3炉的改造，利用机组检修机会，在4月份至9月份完成了#1、#2、#4炉省煤器烟气旁路的安装和调试工作。

6结束语

省煤器烟气旁路改造后机组低负荷运行时，通过优化省煤器出口挡板及旁路烟道调节挡板配合方式，调整省煤器入口部分高温烟气直接和省煤器出口烟气混合，提高脱硝系统入口烟温，达到机组50%-100%负荷段脱硝系统连续投入喷氨运行的目的。

参考文献：

[1]邹县发电厂《335MW机组脱硝运行规程》[S].

作者简介：高培利（1973-），男，本科，工程师，主要从事：电站锅炉运行、技术管理工作。

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