機組啟動全負荷投入脫硝探討

王勇

摘 要：以一氧化氮和二氧化氮為主的氮氧化物是形成光化學煙霧和酸雨的一個重要原因。氮氧化物作為大氣的重要污染物之一，對環(huán)境的污染已經(jīng)成為一個日益嚴重的全球性問題，它對大氣的影響主要有酸雨和較高的地面臭氧濃度，也參與形成空氣中的飄塵。根據(jù)國家環(huán)保要求，燃煤火電廠排放的氮氧化物在任何時候都必須達標。本文介紹了習水電廠機組脫硝改造結(jié)束后在機組啟動初期經(jīng)過不斷摸索調(diào)整，最終達到全負荷脫硝達標排放的目的。

關鍵詞：氮氧化物;機組啟動;達標排放

新環(huán)保標準《火電廠大氣污染物排放標準》GB13223-2011已經(jīng)頒布，按新標準的要求，2003年12月31日前建成投產(chǎn)或通過建設項目環(huán)境影響報告書審批的火力發(fā)電鍋爐氮氧化物排放濃度不超過200mg/Nm3（折算到O2=

6%）。現(xiàn)大部分脫硝催化劑運行要求溫度在300℃～400℃之間，在機組啟動初期，因煙氣溫度低，且催化劑吸熱量相當大，很難達到脫硝投入條件。在越發(fā)嚴格的環(huán)保要求前，必須想盡一切辦法達到機組啟動全負荷脫硝達標排放。

1 脫硝裝置改造簡介

習水電廠機組4*135MW燃煤機組，采用四角切圓燃燒方式，空氣預熱器為管式，分兩級布置，2015年進行鍋爐脫硝技術改造，采用尿素水解制氨方式，為達到脫硝裝置運行煙溫，將脫硝催化劑安裝在二級空預器上下組管箱之間，兩級布置，未設置備用層。為減少反應器積灰，采用聲波吹灰與蒸汽吹灰相結(jié)合。

2 改造后脫硝裝置運行狀況

按照常規(guī)操作方式，機組并網(wǎng)后至少2h左右才能達到脫硝投入條件，無法滿足環(huán)保要求;如強行投入脫硝運行，將造成催化劑很快失效，且會生成大量硫酸氫銨，造成積灰、堵塞、氨耗大量增加等系列問題。脫硝裝置改造完成后，機組正常運行時負荷在45%負荷（即60MW）基本能滿足脫硝投入條件，如果再往下降負荷，需要保持鍋爐熱負荷不變，利用汽機一、二級旁路協(xié)調(diào)降負荷。

3 機組啟動全負荷脫硝達標排放采取的系列措施

3.1 利用現(xiàn)有設備加裝改造省煤器調(diào)溫旁路煙道

加裝省煤器調(diào)溫煙道，從水平煙道末端的后包覆處開孔安裝調(diào)溫旁路煙道引接煙氣至脫硝噴氨系統(tǒng)之前，在鍋爐甲、乙側(cè)各安裝一根調(diào)溫旁路煙道，調(diào)溫旁路煙道上配置煙氣擋板。機組啟動過程中，保持開啟調(diào)溫煙氣擋板，以提高脫硝反應器入口煙氣溫度。據(jù)改造后實際運行分析，能提升煙溫2℃～4℃。

3.2 均勻穩(wěn)定投入爐底加熱

爐底加熱各分門開度盡量均勻，保證加熱汽量均勻以減少管道振動，同時開出過熱器向空排汽門及過熱器系統(tǒng)各疏水門，減少憋壓，保持系統(tǒng)暢通，加強汽包壁溫差監(jiān)視，各點溫度應均勻上升。當汽包壓力升0.55MPa左右時，汽包壁亦可達155℃左右，過熱器系統(tǒng)各管道管壁度均超過120℃，說明整個過熱器系統(tǒng)已全部達到熱狀態(tài)，持續(xù)保持穩(wěn)定加熱，直到鍋爐點火前。整個爐膛內(nèi)部溫度水平均在150℃以上，爐膛出口煙溫達150℃，爐底加熱的正常投入，大大縮短了鍋爐點火后升溫升壓時間，節(jié)約大量燃油。

3.3 最大方式投入汽缸加熱

加熱過程中必須加強汽缸溫度、汽機轉(zhuǎn)速、盤車電流等監(jiān)視，防止溫差過大、盤車脫扣、汽機軸端冒汽等情況發(fā)生。經(jīng)過調(diào)整方式后的汽缸加熱，高壓內(nèi)缸上內(nèi)壁溫最高可達到240℃，汽缸總脹達到6mm。機組并網(wǎng)加負荷后，大大減少暖機等待時間，鍋爐可快速投入粉機運行提升鍋爐煙溫，提升脫硝反應器溫度，機組“冷啟變熱啟”成為現(xiàn)實。

3.4 啟動引風機低風量運行對反應器進行預暖

啟動一臺引風機進行小風量通風（最好采用變頻方式便于控制），爐膛負壓維持在-20～-30Pa運行，持續(xù)投入爐底加熱系統(tǒng)，利用管壁散熱對脫硝反應器進行加熱預暖，可將反應器溫度提升至接近90℃左右。如按照反應器正常溫升速率40℃/h計算，至少可減少近2h燃油時間，節(jié)省燃油且有利于機組快速啟動。

3.5 提前全面檢查噴氨系統(tǒng)，確保備用良好

氨氣管道非常容易發(fā)生結(jié)晶堵塞，所以需要定期對噴氨管道時行吹掃檢查外，在鍋爐點火前至少提前10h，全面對脫硝噴氨系統(tǒng)進行檢查、吹掃、排污，確保管道暢通，稀釋風機運行正常。

3.6 作好煤粉倉空倉快速制粉、投粉機部署

鍋爐煤粉倉嚴密性不好，機組停運后如煤粉倉有粉，容易發(fā)生自燃或結(jié)塊，因此要起達到機組啟動后達到鍋爐穩(wěn)定燃燒，制粉系統(tǒng)必須確保可靠備用是前提條件，制粉系統(tǒng)各輔機在機組啟動前必須試運正常，輔助設備出問題會影響制粉系統(tǒng)啟動及制粉系統(tǒng)出力。所以每次機組啟動前，得根據(jù)現(xiàn)場實際情況，制定機組啟動煤質(zhì)要求，包括發(fā)熱量、硫分、水分、揮發(fā)分等。

4 總結(jié)

經(jīng)過多次摸索提練，終于達到機組啟動全負荷脫硝達標排放條件，達到國家環(huán)保要求，為后續(xù)機組啟動控制提供良好參照條件，可作為系統(tǒng)同類型機組啟動參考。

參考文獻：

[1]劉躍旭，王少波，原培勝，趙瀛.催化型低溫等離子體反應器凈化廢氣研究進展[J].化工進展，2009（12）.

[2]孫敬方，葛成艷，姚小江，曹原，張雷，湯常金，董林.固相浸漬法制備NiO/CeO2催化劑及其在CO氧化反應中的應用[J].物理化學學報，2013（11）.