机组低负荷SCR脱硝效率影响分析及对策

3.4热水再循环系统

热水再循环系统取自下降管，经过泵到省煤器入口，设置的目的是为了提高低负荷工况下安装在省煤器后的SCR装置的入口烟温，使SCR在低负荷工况下，仍处于正常运行的温度区间，提高SCR投入率，并提高低负荷工况下的脱硝率。见图4。

这种方法的特点：再循环系统中需要加一台炉水再循环泵，另外还需要加若干阀门;能提供较大的烟温调节范围;在低负荷工况下能改变烟温16℃～40℃;一般不用于高负荷，对锅炉效率影响较小;在低负荷工况下，比较容易控制SCR入口烟温;可用于亚临界锅炉，用于亚临界锅炉其效果更明显,见图5。设备和基础结构投资1000万～1200万元;对于亚临界锅炉，所有负荷工况下省煤器的出口给水温度，必须低于饱和温度，并且对锅炉水动力安全性的影响，需要分析计算。

3.5省煤器流量置换

省煤器流量置换系统是增加省煤器给水旁路和省煤器热水再循环系统，以进一步减少省煤器的吸热量，从而提高脱硝装置入口烟温。当负荷较高时，可先利用给水旁路系统进行烟温调节;当负荷进一步下降，给水旁路无法满足要求的情况下，开启省煤器热水再循环系统，进一步提高省煤器出口烟温，调节范围较大，见图6。

这种方法烟气温度调节幅度20℃～50℃，需要热力计算，确定不同负荷下的流量置换旁路水量，且对阀门和再循环泵可靠性要求高。设备和基础结构投资1300万～1700万元。

3.5提高机组低负荷给水温度

机组低负荷下省煤器入口水温的提高，使其出口烟温相应上升，可确保SCR在全负荷范围内处于催化剂的高效区运行。

例如，2011年某发电厂脱硝系统全年投入率达98.54%，真正实现了全天侯脱硝。主要是增加一级高加，省煤器入口水温的提高，使省煤器出口即水冷壁入口水温亦相应提高，减少了水冷壁入口欠焓，显著提高了低负荷工况下的水动力特性，大大提高了水冷壁的运行安全性;省煤器出口烟温的上升，通过空气预热器，相应提高了一次风和二次风的热风温度，即提高了制粉系统的干燥出力，又改善了低负荷下锅炉的燃烧效率和稳燃性能。这种方法烟气温度调节幅度20℃～50℃。

提高机组低负荷给水温度的方法很多，较为常见的方法有增加一级高加。选择一个汽轮机合适的抽汽点，并相应增加一个抽汽可调式的给水加热器。在负荷降低时，通过调节门可控制该加热器的入口压力基本不变，从而能维持给水温度基本不变。见图7。

上海西门子机型汽轮机的补汽阀至第五级后返抽汽，作为新增设高加汽源，来增设一级高加方法。机组低负荷下汽轮机抽汽量的增加，提高了热力系统的循环效率。根据参考资料[3]介绍，根据SIEMENS计算，在50%负荷工况下，可降低汽轮机热耗57kJ/kW，相当于降低煤耗2.18g/kWh。

3.6.1高压蒸汽引入最末级高加

给水温度提高的方法是对最后一级#1高加随着机组负荷下降，引入高压缸五级后高压汽源，见图8，自动控制高加内压力方法，来保持给水温度稳定，但是对于引入蒸汽阀门严密性和切换可靠性要求很高。设备和基础结构投资估算1200万～1700万元。

百万机组负荷100%降低50%，给水温度下降34℃，空预器入口烟气温度下降31℃，空预器出口烟气温度下降16℃。50%负荷时，利用五级后抽汽加热最末级高加，给水温度提高到约290℃。

3.6.2增设一级高加的方法

机组在末级高加后增设一级高加，加热蒸汽采用高压缸五级抽气后抽汽，见图9。在50%负荷时，利用五级后抽汽加热最末级高加给水温度提高到290℃时，估算需要五级抽汽流量108t/h蒸汽。设备和基础结构投资估算3500万～4200万元。

4结束语

针对机组40%额定负荷时，锅炉烟气温度下降影响机组脱硝效率的进行了分析，且对6种提高烟气温度方法进行了比较分析。

对于新建机组，设计对锅炉尾部省煤器受热面进行热力计算，机组40%～100%额定负荷调峰时，SCR入口烟气温度在催化剂上下限允许范围内;而从机组中低负荷提升经济性考虑，推荐认为选择汽轮机采用低负荷提高给水温度的方法，即增设一级高加的方法。

对于在役机组从机组节能和运行维护方面，推荐认为选择的程序是，首先锅炉分级省煤器;上海西门子机型汽轮机采用低负荷提高给水温度的方法;采用省煤器流量置换旁路技术方案。无论采用哪种方式，都要经过原锅炉制造厂核算，进行安全校核。

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