研究電廠660MW級(jí)機(jī)組脫硝超低排放改造后的運(yùn)行優(yōu)化管理

呂龍江

引言

電廠生產(chǎn)建設(shè)的安全可靠性，會(huì)對(duì)所處地區(qū)整體的現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平造成影響。現(xiàn)階段，電廠生產(chǎn)建設(shè)的不穩(wěn)定問題主要體現(xiàn)在機(jī)組脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行控制過程，即脫硝超低排放改造后NOx的濃度控制不到位、預(yù)熱器堵塞以及噴氨量過大等。為此，電廠脫硝系統(tǒng)管理人員應(yīng)以660MW級(jí)機(jī)組電廠為例，即在掌握系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理問題現(xiàn)狀的情況下，提升電廠機(jī)組脫硝系統(tǒng)運(yùn)行控制的效率。

1 研究電廠660MW級(jí)機(jī)組脫硝超低排放改造運(yùn)行優(yōu)化管理的現(xiàn)實(shí)意義

當(dāng)前階段，電廠各等級(jí)機(jī)組在脫硝超低排放與改造低氮燃燒器后，均出現(xiàn)了一系列影響系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的問題。這里的問題包括：結(jié)焦、再熱汽溫燃燒不穩(wěn)以及預(yù)熱器堵塞等。這些不穩(wěn)定問題不僅會(huì)降低機(jī)組脫硝系統(tǒng)運(yùn)行控制的安全性，還會(huì)對(duì)電廠生產(chǎn)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益造成影響。為提高脫硝超低排放改造后運(yùn)行管理措施運(yùn)用的可靠性，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)以實(shí)際工程項(xiàng)目為例，即在明確660MW級(jí)機(jī)組脫硝超低排放后的系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀問題情況下，著手進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。如此，電廠的生產(chǎn)開發(fā)建設(shè)就能在機(jī)組運(yùn)行控制安全穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，促進(jìn)所處行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展[1]。

2 電廠300MW級(jí)機(jī)組脫硝超低排放改造后的管理現(xiàn)狀

以貴州粵黔電力有限責(zé)任公司為例，當(dāng)電廠鍋爐處于正常的負(fù)荷范圍內(nèi)，SCR系統(tǒng)進(jìn)口NOx的濃度為800mg/Nm3時(shí)，煙氣脫硝的效率應(yīng)控制在80%以上。此外，設(shè)計(jì)采用的催化劑化學(xué)使用壽命應(yīng)在24000h，機(jī)械使用壽命應(yīng)在50000h以上，進(jìn)而避免微量元素引起催化劑中毒問題。在廠址區(qū)域的環(huán)境條件下，需將隔熱表面的最大溫度控制在50℃以下，以保證機(jī)組脫硝運(yùn)行管理的可靠性[2]。

但在落實(shí)脫硝超低排放后，卻出現(xiàn)了以下問題：

（1）因NOx的控制范圍小，一旦機(jī)組負(fù)荷出現(xiàn)了大幅波動(dòng)或是制粉系統(tǒng)進(jìn)行啟停切換操作，就容易使NOx小時(shí)均值出現(xiàn)超標(biāo)問題。

（2）當(dāng)660MW機(jī)組升降負(fù)荷時(shí)，脫硝入口的NOx會(huì)出現(xiàn)大幅波動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致噴氨滯后。此外，還會(huì)使噴氨量出現(xiàn)大幅變化的情況是，噴氨調(diào)門控制力度不夠。對(duì)于防止NOx超標(biāo)，電廠管理人員應(yīng)控制脫硝出口NOx濃度高低，否則，NOx高低就會(huì)使氨的逃逸指數(shù)上升，進(jìn)而在預(yù)熱器的蓄熱元件內(nèi)部生成硫酸銨鹽。此機(jī)組脫硝控制背景下，預(yù)熱器非常容易出現(xiàn)腐蝕或是堵塞問題，進(jìn)而降低了超低排放的效果。

（3）脫硝SCR入口NOx的濃度存在過低問題，這就使電廠鍋爐的飛灰含碳量、排煙溫度以及CO濃度等參數(shù)指標(biāo)上升，進(jìn)而降低鍋爐的生產(chǎn)運(yùn)用效率。

（4）對(duì)于改造后脫硝超低排放，其預(yù)熱器的堵塞問題會(huì)加重，進(jìn)而使空預(yù)期的壓差上升，最終導(dǎo)致吸風(fēng)機(jī)電流升高與超出力，大幅降低機(jī)組運(yùn)行控制的安全性與經(jīng)濟(jì)性。

在此改造控制背景下，電廠機(jī)組脫硝超低排放改造控制工作人員應(yīng)加大管理措施的研究力度，以滿足電廠生產(chǎn)建設(shè)對(duì)脫硝系統(tǒng)運(yùn)行控制的安全可靠需求[3]。

3 電廠660MW級(jí)機(jī)組脫硝超低排放改造后運(yùn)行優(yōu)化的管理對(duì)策

3.1 運(yùn)行維護(hù)優(yōu)化

當(dāng)電廠660MW級(jí)機(jī)組處于啟?；蚴钦＿\(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行維護(hù)人員應(yīng)以連續(xù)方式監(jiān)視脫硝系統(tǒng)運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)，繼而能夠找出運(yùn)行異常并快速檢修處理。如此，當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)后，脫硝的入口煙溫就能達(dá)到投入運(yùn)行使用的條件，進(jìn)而提高脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行控制效率。此外，對(duì)于660MW級(jí)機(jī)組脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行過程，管理人員應(yīng)投入自動(dòng)控制技術(shù)，并調(diào)整鍋爐的燃燒程度，來將各側(cè)噴氨量控制在限度范圍內(nèi)。如運(yùn)行維護(hù)過程發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)操作異常，應(yīng)立即切換至手動(dòng)控制，以保證NOx的排放濃度與氨的逃逸均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

3.2 脫硝系統(tǒng)優(yōu)化管理

在對(duì)脫硝制粉系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化管理過車行中，應(yīng)按照低氮燃燒器的配風(fēng)原則，來將脫硝入口NOx控制在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。此管理目標(biāo)的達(dá)成，可將脫硝出口、入口與脫硫出口的NOx納入到值班管理人員的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，以供考核，進(jìn)而最大程度的避免噴氨量過大使預(yù)熱器出現(xiàn)堵塞問題。此外，還應(yīng)定期停止噴氨試驗(yàn)，即通過檢驗(yàn)脫硝儀表設(shè)備的數(shù)據(jù)顯示與傳輸正確性，來保證環(huán)保設(shè)施運(yùn)用的可靠性[4]。

3.3 全負(fù)荷投運(yùn)脫硝

有預(yù)見性的停機(jī)，由當(dāng)班值長負(fù)責(zé)控制，必須將下層原煤倉燒空，或者提前將下層原煤倉置換為點(diǎn)火用煤；非計(jì)劃停機(jī)機(jī)組，由主機(jī)運(yùn)行部負(fù)責(zé)，至少將下層原煤倉放空置換點(diǎn)火用煤；燃料部必須有計(jì)劃的存放部分開機(jī)點(diǎn)火用煤（干燥無灰基揮發(fā)分28%以上，收到基低位發(fā)熱量20MJ/kg以上，水分控制在8%以下）；充分做好開機(jī)前的準(zhǔn)備工作，有計(jì)劃的停機(jī)、或停機(jī)時(shí)間不可控的機(jī)組必須加藥保養(yǎng)。

對(duì)于冷態(tài)開機(jī)鍋爐點(diǎn)火前，管理人員需對(duì)鍋爐進(jìn)行換水沖洗，保證爐水品質(zhì)，同時(shí)提高汽包壁溫；機(jī)組冷態(tài)開機(jī)汽輪機(jī)高缸預(yù)暖要充分，沖轉(zhuǎn)前高內(nèi)缸下半內(nèi)壁溫150℃以上，減少低負(fù)荷暖機(jī)時(shí)間；鍋爐點(diǎn)火后及時(shí)將水壓試驗(yàn)堵閥及高旁開度45%以上（目的盡量提高鍋爐熱負(fù)荷，及減小高旁閥芯沖刷），在切缸前不允許高旁低于45%，低旁單側(cè)開度20%以上運(yùn)行，另外一側(cè)間斷短時(shí)運(yùn)行；鍋爐點(diǎn)火前全開省煤器旁路擋板，將主路煙氣擋板關(guān)至50%（1、2號(hào)機(jī)組將過、再器煙氣擋板關(guān)至50%運(yùn)行）。

在報(bào)送環(huán)保煙氣溫度測(cè)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)滿足315℃且SCR入口煙氣溫度平均大于280℃的需求。如此，在解除脫硝跳閘保護(hù)及強(qiáng)制脫硝投運(yùn)條件下，機(jī)組并網(wǎng)前投運(yùn)脫硝系統(tǒng)運(yùn)行，就能及時(shí)調(diào)整脫硫出口NOx不超過100mg/Nm3，滿足環(huán)保排放指標(biāo)。機(jī)組并網(wǎng)后鍋爐盡快增加熱負(fù)荷，提高SCR進(jìn)出口煙氣溫度，控制脫硝進(jìn)出口煙氣溫度315℃以下運(yùn)行時(shí)間不大于2h。事故情況下發(fā)電機(jī)未解列，鍋爐熱負(fù)荷迅速下降，立即開出省煤器旁路煙氣擋板調(diào)節(jié)煙溫盡量滿足≥315℃，并解除脫硝跳閘保護(hù)，SCR進(jìn)出口煙氣平均溫度280～315℃運(yùn)行時(shí)間不超過2h，如超過2h或SCR進(jìn)出口煙氣平均溫度低于280℃，退出脫硝系統(tǒng)運(yùn)行。機(jī)組正常降負(fù)荷時(shí)SCR入口煙氣溫度低于325℃，緩慢開出省煤器旁路煙氣擋板，保證煙SCR進(jìn)出口煙溫在315℃以上運(yùn)行[5]。

4 結(jié)束語

綜上所述，電廠660MW級(jí)機(jī)組脫硝超低排放改造后，相關(guān)管理人員應(yīng)將工作的重點(diǎn)集中在：運(yùn)行維護(hù)、脫硝系統(tǒng)管理以及全負(fù)荷投運(yùn)脫硝上，以使系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行能夠以高穩(wěn)定性狀態(tài)作用于實(shí)踐，以促進(jìn)行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展。