300MW燃煤机组脱硝改造技术及经济分析

北极星环保网讯:随着工业用电量和生活用电量的激增，我国发电厂负荷不断增加，随之而来环境污染问题也日益严重，氮氧化物已经成为最主要的大气污染物，而其主要来源于煤炭燃烧，因此燃煤机组脱硝成为我国发电厂亟待解决的问题。文章主要以东源曲靖能源有限公司（曲靖电厂）燃煤机组为原型，对其低氮燃烧器改造和SCR脱硝技术运用展开分析。

关键词：300MW燃煤机组；脱硝技术；经济分析

调查表明，我国煤炭燃烧排放的氮氧化物约占全国总排放量的70%，而火力发电厂是我国的“燃煤大户”，燃煤机组的脱硝技术直接决定了其氮氧化物排放量。脱硝技术主要有SCR和SNCR两种，但其经济成本投入不同，脱硝流程主要包括燃煤前脱硝、燃烧过程脱硝和燃烧后脱硝。

1燃煤机组介绍

目前，300MW燃煤机组的锅炉主要采用摆动式直流燃烧器，利用单炉膛进行四角式布置，采用切圆燃烧方式；锅炉送粉则是通过五台中速磨煤机采用直吹的方式进行，直吹的一次风则需要五层喷嘴设计，其中点火油枪需要布置三层，三层运行的连续蒸发量带动，在最下层采用等离子点火技术。

油燃烧器采用两级点火的形式，针对连续蒸发量的百分之三十计算。直流燃烧器借助四角式的布置，在摆动式能够连续运行，提高燃烧效率。热态运行的过程中，除直吹的一次风可带动燃烧器摆动外，二次风的喷入再次加大摆动角度，满足炉内气温调节要求。

曲靖电厂一期#1、#2锅炉燃烧器与二期#3、#4锅炉设计略有不同，一期为24只6层布置，二期为20只5层布置，燃烧器经低氮改造为垂直浓淡分离煤粉燃烧器，摆角度数仍为±30°，水平位置固定；保持12只简单机械雾化油燃烧器不变。

在水平断面上，一期燃烧炉的一次风射流在炉内形成φ1000mm和φ700mm的两个大小切圆，二次风射流与一次风射流偏置3°，二期燃烧炉的一次风射流在炉内形成的大切圆增大小切圆减小，分别为φ1032mm和φ548mm，两次风射流偏置增加到7°，减少结渣及氮氧化物的排放。

2脱硝改造技术分析与筛选

2.1低氮燃烧技术比较与选择

曲靖电厂锅炉为东锅引进嫁接型一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、露天倒U型布置、全钢架、全悬吊结构、亚临界自然循环汽包燃煤锅炉。低氮燃烧技术是进行脱硝改造的前提，是火力发电厂的首要选择，当电厂采用低氮燃烧技术之后，若烟气排放的含氮量仍然超标，再考虑引进脱硝设备。目前应用比较广泛的低氮燃烧技术主要有四种。

2.1.1烟气再循环

300MW燃煤机组首次排放的烟气含氮量极高，因此一般通过烟气再循环来降低其氮氧化物含量，但是这一程序的实施并不简单。烟气再循环装置是由大型风机和烟道搭建而成，由风机对空气预热器的烟气进行抽吸，排放入烟道，此时烟气中粉尘浓度很高，会大大缩短烟机寿命。另外，设备占据的空间较大，现场布置麻烦。所以，烟气再循环技术一般用在燃油和燃气装置中，燃煤机组应用烟气再循环技术反而会增加烟气飞灰含量，出现结焦加重的现象。

2.1.2空气分级燃烧

实际上，我国很多电厂的燃煤机组已经采用了空气分级燃烧锅炉，进一步实施分级则需要对原有的设备进行改造，而一旦开展大规模改造，就会破坏原有的分级系统。另外，从锅炉本身来看，空气分级燃烧会形成强还原性气体，从而加剧锅炉结渣和腐蚀，缩短锅炉使用寿命。

2.1.3燃料分级燃烧

燃料分级燃烧是低氮燃烧技术的重要法宝，但对于应用直吹式燃料系统的300MW燃煤机组而言，燃料分级燃烧的难度很大，不仅需要增加磨煤机，还要对鼓风系统进行改动，改造过程很复杂。而且并不是所有的燃煤机组都能进行再次改造，在改造前需要进行繁琐的模拟和运算，即使能够进行改造，改造后的锅炉同样会出现锅炉结渣和腐蚀严重的问题，很难将燃料完全燃烧，还有可能影响飞灰的利用。

2.1.4建设低氮燃烧器（LNB）

低氮燃烧器是低氮燃烧技术中运用最广泛的一項，其综合了烟气再循环、空气分级燃烧和燃料分级燃烧技术，拥有良好的脱硝效果，烟气排放脱硝率在30%～50%左右，能够将燃煤机组的氮氧化物浓度控制在500mg/Nm3左右。如果是四角式布置的燃烧锅炉，烟气含氮量基本能控制在400mg/Nm3以下。

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