SNCR脫硝技術在300MWCFB鍋爐上的應用秦皇島秦熱發(fā)電有限責任公司

簡介

秦皇島秦熱發(fā)電有限責任公司隸屬河北省建設投資集團，公司位于秦皇島東部，距市中心4公里，距海岸1.5公里。公司現(xiàn)有2×300MW燃煤供熱發(fā)電機組，配套1025ｔ/ｈ循環(huán)流化床鍋爐，是國家吸收引進大型循環(huán)流化床潔凈煤燃燒技術首批示范性項目。#1機組2006年11月投產、#2機組2007年3月投產。鍋爐為Alstom經典設計模式，是東方鍋爐廠生產的唯一的兩臺帶外置床的300MWCFB鍋爐。采用四個絕熱式旋風分離器進行氣固分離、利用外置床控制床溫及再熱汽溫、褲衩形雙爐膛結構。幾年來公司投入大量資金進行技術改造，先后進行了脫硝改造、汽輪機增容、爐膛擴展屏增容、低溫省煤器改造、外置床改造、冷渣器改造、一二次風機改造、引風機改造、電除塵器改造、空預器改造等諸多項目，機組安全運行周期逐步接近同級別煤粉爐機組，目前#1機組不間斷運行周期達到479天，#2機組自2012年7月1日大修結束后，已穩(wěn)定運行超過1年，計劃8月15日小修。3摘要2012年底公司完成了脫硝改造工程，NOX排放濃度指標按照重點地區(qū)（低于100mg/Nm3）設計脫硝設施處理能力。采用SNCR煙氣脫硝裝置，以尿素作為還原劑。168小時試運行期間，平均脫硝效率為73.43%，最大脫硝效率可達82.96%，NOX平均排放值54.5mg/Nm3，2012年12月1日通過了由河北省環(huán)境保護廳組織的環(huán)保驗收，在CFB機組中采用SNCR脫硝技術所取得的效果遠遠超過預期，CFB+SNCR設計綜合脫硝效率＞85%，實測＞90%。獲得了秦皇島市政府及河北省環(huán)保廳的好評，人民日報2月18日頭版也對此工程進行了報道。關鍵詞：300MWCFB鍋爐；SNCR脫硝技術；應用

4工程工藝簡介SNCR系統(tǒng)是用尿素作為還原劑噴入旋風分離器內與NOX進行選擇性反應，不使用催化劑，直接與煙氣中的NOX進行反應生成N2和H2O，該方法以旋風分離器作為反應器，CFB鍋爐特有的旋風分離器結構，為脫硝反應提供了強烈的混合場所，有助于煙氣和噴入的還原劑均勻混合，并提供了足夠的反應時間。作為還原劑的固體尿素，被溶解制備成質量濃度為50％的尿素溶液。尿素溶液經輸送泵輸送至稀釋模塊前，與稀釋水按一定比例混后，被稀釋為適濃度的尿素溶液，在噴入爐膛之前，再經過計量分配裝置的精確計量分配至每個噴槍，最后經噴槍噴入爐膛，進行脫硝反應。其反應方程式為NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N2+CO2+H2OSNCR脫硝系統(tǒng)采用模塊化設計，主要由尿素溶液儲存與制備系統(tǒng)、循環(huán)輸送模塊、稀釋模塊、計量分配模塊、噴射系統(tǒng)、自控系統(tǒng)所組成5（兩臺機組共用一臺溶解罐（Φ2200×2700），兩臺尿素溶液儲罐（Φ4500×5500），總容積滿足2臺爐7天用量。尿素儲存及制備系統(tǒng)6尿素溶液稀釋和計量分配系統(tǒng)儲罐里的尿素溶液用兩臺高壓頭耐蝕多級離心泵（一用一備）通過管道輸送至稀釋裝置。由凝泵出口引來的凝結水（~3MPa，40~60℃）減壓后將50%尿素溶液稀釋至適當濃度。尿素溶液的濃度根據(jù)噴入點的流速、煙溫、NOX濃度等參數(shù)試驗確定。稀釋比例和噴射量調整由控制系統(tǒng)來完成7噴射區(qū)噴射區(qū)計量模塊用于精確計量和獨立控制到鍋爐每個噴射區(qū)的反應劑（尿素溶液）流量。該模塊采用獨立的化學劑流量控制，通過區(qū)域控制閥與就地PLC控制器的結合，為復雜的應用情況提供所需的高水平的控制。該模塊連接并響應來自機組燃燒控制系統(tǒng)、在線NOX、O2、逃逸氨的控制信號，自動調節(jié)反應劑流量，對NOX水平、鍋爐負荷、逃逸氨濃度、燃料或燃燒方式的變化做出響應，控制其質量流量。每一個區(qū)子模塊可相互獨立地進行運行和控制。通過計量分配系統(tǒng)，實現(xiàn)流量自動控制。霧化吹掃風量的調節(jié)與控制與噴嘴流量調節(jié)控制方式相同。冷卻空氣的量保證噴嘴的冷卻需要即可。8噴射區(qū)照片9工期進展情況2012年7月15日開工2012年7月28日完成5號爐接口工作，隨后機組正常運行。2012年7月29日土建部分開始施工2012年9月5日安裝部分開始施工2012年10月2日土建主體結構完成2012年10月25日安裝工作基本完成，正式進入分系統(tǒng)調試階段2012年11月6日分系統(tǒng)調試工作完成2012年11月9日正式進入168小時試運2012年11月16日順利通過168小時試運，移交建設單位2012年12月1日順利通過河北省環(huán)保廳驗收10實際運行情況秦熱公司#5爐脫硝系統(tǒng)自投運以來已達半年之久，期間利用#5機組的大修機會對脫硝系統(tǒng)進行了全面的檢修、對脫硝系統(tǒng)對鍋爐各系統(tǒng)的影響做了全面的檢查及評估。11運行參數(shù)目前我公司氮氧化物排放濃度控制在100～150mg/Nm3，氨逃逸率控制在3%以下，尿素日平均用量2.1T。控制儲液罐尿素濃度35%、稀釋后尿素濃度7～8%、混合器前尿素流量0.25～0.3T/H、凝結水流量0.75T/H左右、每只噴槍流量60～70L/H(滿足噴槍最低霧化流量50L/H)。因尿素用量少且氮氧化物值較穩(wěn)定，已將調節(jié)方式由“總流量跟隨”改為“總流量設定”。脫硝系統(tǒng)12年11月16日通過168試運。前兩個月氮氧化物值控制在150mg/Nm3，尿素日平均用量2.08T，兩個月后出現(xiàn)多支噴槍流量下降并波動的異?，F(xiàn)象，脫硝效率下降較快，檢查發(fā)現(xiàn)噴槍堵塞、磨損嚴重。#5爐檢修期間對脫硝噴槍及澆注料進行了處理和改造，投運后噴槍霧化效果變好，脫硝效率明顯增加，5月份平均每天用量2.1T，較停爐前日平均用量3.5T下降了1.4T。122013年5月份脫硝系統(tǒng)運行參數(shù)報表時間平均電負荷(MW)

尿素用量(T)

NOX平均值(mg/Nm3)

時間

平均電負荷(MW)

尿素用量(T)

NOX平均值(mg/Nm3)

5.100.7505.1836.91.19465.22.40.4305.19160.41.81935.3138.32.29955.20198.71.951165.4231.12.551005.21223.12.08855.5252.73.41795.22179.61.97825.6220.32.32885.23212.62.04885.7205.81.871015.24221.11.94845.8238.52.011035.25223.62.321185.9233.42.171155.26187.71.851065.10228.41.991225.27186.41.86775.11194.41.981025.28211.42.441145.12206.51.94895.29207.72.311195.13213.52.041245.30213.91.70955.14130.41.76895.31200.62.091095.15/16/17機組熱備13氨逃逸對空預器的影響對于煤粉來說，采用選擇性催化還原法（SCR）脫硝系統(tǒng)，必須對空預器進行改造，主要是因為逃逸氨對空預器的影響，煤粉爐產生的煙氣中SO2、SO3相對較多，而且偳化劑的使用使得SO2更容易轉化為SO3，逃逸氨與SO3及H2O反應生成硫酸氫氨或硫酸氨，其在一定溫度范圍內呈液態(tài)，具有很大的粘性，極易吸附堵灰，造成空預器差壓增大。因此除了要求對空預器進行改造外，一般要求氨逃逸不宜大于2.5mg/m3。而對于CFB鍋爐來說，由于爐內脫硫反應的存在，其煙氣中SO2、SO3相對較低，氨逃逸對空預器造成的影響不明顯，設計氨逃逸不大于7.5mg/m3，168小時試驗期間實測平均值1.02mg/m3，瞬間最大3.78mg/m3。在秦熱#1機組大修期間我們對空預器進行了檢查，沒有發(fā)現(xiàn)吸附堵灰現(xiàn)象，對空預器的影響可以忽略不計。14對鍋爐效率的影響由于每小時向分離器內噴入的凝結水用量大約0.75T/H左右，對鍋爐效率會產生一定的影響，但影響不是很大，影響效率約0.3%左右。15對煙風系統(tǒng)的影響對于煤粉爐來說，采用選擇性催化還原法（SCR）脫硝系統(tǒng)，由于反應模塊的存了增加了系統(tǒng)阻力，必需對引風機進行增容改造。而對于選擇性非催化還原法（SNCR）脫硝系統(tǒng)來說，直