鍋爐NOx 的經(jīng)濟(jì)調(diào)整方案及控制措施

張晨

（神華國華北京熱電分公司，北京 100000）

1 引言

北京熱電分公司有4臺鍋爐，投產(chǎn)于1999年，鍋爐均為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG-410/9.8-YM15。2008年北京舉辦第29 屆奧運(yùn)會，環(huán)保工作提高到前所未有的新高度，對工業(yè)鍋爐的煙氣排放指標(biāo)更加嚴(yán)格。隨著北京市環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，為了達(dá)到北京市環(huán)保局對工業(yè)鍋爐的排放標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐在2006年進(jìn)行了低氧燃燒改造，使鍋爐的Nox 排放量由500mg/Nm3以上降至350 mg/Nm3。為了加大環(huán)保的減排力度，2007年公司對4臺鍋爐進(jìn)行SNCR（選擇性非催化還原，以下簡稱SNCR）系統(tǒng)改造，2007年10月熱電分公司的4臺鍋爐的SNCR 系統(tǒng)改造工程全部完工并投運(yùn)。

2 問題的提出

熱電分公司的鍋爐SNCR 系統(tǒng)采用尿素（尿素學(xué)名為碳酰二胺，分子式(NH2)2CO）作為還原劑，自2007年SNCR 系統(tǒng)投運(yùn)以來，尿素的價(jià)格由最初的1800元/噸上漲至目前的2800元/噸。原材料價(jià)格的上漲使公司的年度預(yù)算中尿素成本由500萬元上漲至800萬元。因此，如何對鍋爐的SNCR 系統(tǒng)的噴氨量進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)整，在滿足排放環(huán)保指標(biāo)的前提下，減少尿素的用量節(jié)省生產(chǎn)成本，以求深入落實(shí)公司的節(jié)能減排工作。

3 問題的分析

熱電分公司鍋爐的SNCR 系統(tǒng)投運(yùn)后，進(jìn)行了SNCR 系統(tǒng)動態(tài)調(diào)整性能試驗(yàn)，經(jīng)過試驗(yàn)結(jié)果可分析SNCR 系統(tǒng)可以達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。但在運(yùn)行調(diào)整的細(xì)節(jié)方面并未進(jìn)行深入的調(diào)整性能試驗(yàn)。隨著原料尿素的價(jià)格不斷上漲，使SNCR 系統(tǒng)的使用成本不斷增加。如何更加經(jīng)濟(jì)的、精細(xì)的控制尿素用量，將是公司節(jié)能工作的進(jìn)一步深入化和具體化。

4 方案的制定和實(shí)施

針對SNCR 系統(tǒng)投運(yùn)后尿素用量的精細(xì)化管理和鍋爐Nox 控制的問題，發(fā)電運(yùn)行部分析原因并對鍋爐進(jìn)行了相應(yīng)試驗(yàn)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析（按鍋爐NOx 排放200mg/m3控制，數(shù)值為高值）：

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和SNCR 系統(tǒng)投運(yùn)以來的情況，鍋爐SNCR 系統(tǒng)在保證Nox 排放的情況下，得出以下控制措施。

4.1 制粉系統(tǒng)控制措施

在保證鍋爐制粉系統(tǒng)設(shè)備完好、絞龍運(yùn)行正常情況下，制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式執(zhí)行下面措施。

4.1.1 后夜班存高粉位，單爐7米以上，6點(diǎn)鐘開始停止#2、4 爐制粉系統(tǒng)，停磨后將#2、4 爐噴氨量減至0，通過值班員對燃燒調(diào)整來控制鍋爐NOx 排放。

4.1.2 白班在粉位允許的情況下，中午12點(diǎn)以后再啟動＃2＃4 爐制粉系統(tǒng)，投入噴氨。如白班鍋爐平均負(fù)荷超過320t/h，可根據(jù)粉位提前啟動制粉系統(tǒng)。

4.1.3 #2、4 爐制粉系統(tǒng)輪換在白班進(jìn)行，#1、3 爐制粉系統(tǒng)輪換在前夜進(jìn)行，#1、3 爐無磨運(yùn)行時(shí)也要將噴氨量減至0，通過值班員對燃燒調(diào)整來控制鍋爐NOx 排放。

4.1.4 白班和前夜交班粉位執(zhí)行不低于4米，并嚴(yán)格執(zhí)行降粉制度。后夜班暫不執(zhí)行定期降粉制度，但若有條件仍要進(jìn)行降粉，為白班停磨創(chuàng)造有利條件。

4.1.5 暫不執(zhí)行#4 爐制粉系統(tǒng)后夜輪換制度。

4.1.6 絞龍缺陷情況下，通過倒磨、調(diào)整負(fù)荷偏差等方式控制粉位，盡量延長停磨時(shí)間。

4.2 鍋爐噴氨的控制

4.2.1 鍋爐負(fù)荷在300t/h 以下，控制噴氨量不得大于0.15m3/h。

4.2.2 鍋爐負(fù)荷在300t/h 以上、360t/h 以下，控制噴氨量不得大于0.20m3/h。

4.2.3 鍋爐負(fù)荷在360t/h 以上，控制噴氨量不得大于0.25m3/h。

4.2.4 在鍋爐負(fù)荷在320t/h 以下單磨運(yùn)行穩(wěn)定工況，鍋爐至少停止上層2個(gè)給粉機(jī)運(yùn)行；在鍋爐負(fù)荷在320t/h 以下無磨運(yùn)行穩(wěn)定工況，鍋爐至少停止上層1個(gè)給粉機(jī)運(yùn)行。以控制鍋爐NOx 排放，并減少噴氨量，但要注意定期切換給粉機(jī)，切換時(shí)間不超過2小時(shí)。

4.2.5 以上噴氨量為控制的最大噴氨量，值班員應(yīng)通過運(yùn)行調(diào)整逐漸優(yōu)化，減少噴氨對受熱面的影響。

4.2.6 單臺鍋爐的兩側(cè)制粉系統(tǒng)停止后，若鍋爐負(fù)荷小于320t/h，應(yīng)將噴氨量減至0，值班員合理控制鍋爐燃燒進(jìn)行調(diào)整NOx 排放；若鍋爐負(fù)荷大于320t/h，應(yīng)根據(jù)鍋爐NOx 排放值適當(dāng)減小噴氨量。

4.2.7 鍋爐停磨后噴氨量減至0，同時(shí)減少稀釋水流量，控制不大于1.0m3/h，從而減少煙氣中的水蒸氣含量。若爐尿素溶液調(diào)門關(guān)閉不嚴(yán)，應(yīng)將爐的尿素溶液手動門關(guān)閉。

4.2.8 當(dāng)鍋爐NOx 排放超標(biāo)，采取有效調(diào)整手段仍然無效的情況下，需增加鍋爐的噴氨量超過規(guī)定值來降低鍋爐NOx 排放時(shí)，值班員應(yīng)匯報(bào)值長和發(fā)電部并批準(zhǔn)。

4.3 鍋爐燃燒系統(tǒng)調(diào)節(jié)措施

4.3.1 鍋爐燃燒調(diào)整原則按照低氧燃燒方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4.3.2 鍋爐爐膛出口氧量按3%控制。

4.3.3 盡量減少三層給粉機(jī)的送粉量，負(fù)荷低于320t/h，至少停止2臺給粉機(jī)，負(fù)荷低于380t/h 高于320t/h，至少停止1臺給粉機(jī)。

5 總結(jié)

通過以上措施，鍋爐的NOx 控制得到有效保障，同時(shí)尿素的用量也得到有效控制，具體數(shù)據(jù)如下：（8月1日起執(zhí)行了鍋爐NOX 經(jīng)濟(jì)調(diào)整措施）

對以上數(shù)據(jù)分析，執(zhí)行鍋爐NOX 經(jīng)濟(jì)調(diào)整措施后，尿素用量明顯下降，負(fù)荷350t/h 以下每月可減少尿素用量30噸，折算金額達(dá)8萬余元。試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，鍋爐負(fù)荷高于380t/h時(shí)，尿素用量明顯提高，主要因?yàn)楦哓?fù)荷時(shí)限制鍋爐停磨時(shí)間，同時(shí)又限制了鍋爐給粉機(jī)停運(yùn)，鍋爐控制NOx的燃燒調(diào)整方式受到限制，制約了可控手段。

以上幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)對于提高我們的操作水平、控制鍋爐NOx 排放并減少尿素用量有一定指導(dǎo)意義，但在實(shí)際鍋爐NOx 控制調(diào)整過程中也存在一些問題需要我們在今后的工作中加以解決。

a.鍋爐煤質(zhì)影響，當(dāng)原煤灰分大時(shí)，鍋爐的NOx 排放較難控制，因此需對入爐煤化驗(yàn)進(jìn)行監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)煤種異常和燃燒煤罐結(jié)合面時(shí)需及時(shí)進(jìn)行調(diào)整或倒罐。

b.尿素配制時(shí)，由于配制水源與噴氨的稀釋水為同一路水源，影響稀釋水的壓力波動較大，需對尿素溶液配制的水源管路進(jìn)行改造。

c.鍋爐噴氨系統(tǒng)的尿素溶液和稀釋水的調(diào)整門線性不好，給運(yùn)行中的精確調(diào)整帶來一定困難。

d.公司的4臺鍋爐的尿素和稀釋水為同一母管，由于結(jié)構(gòu)布置和設(shè)備選型問題，當(dāng)一臺爐進(jìn)行調(diào)整時(shí)影響其它爐的噴氨參數(shù)產(chǎn)生變化，從而其他爐也要進(jìn)行被動調(diào)整。使鍋爐Nox 控制更加復(fù)雜化。

[1]神華國華北京熱電分公司的《集控運(yùn)行規(guī)程》