摘要：隨著國(guó)家環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，為解決機(jī)組負(fù)荷較低時(shí)，SCR脫硝系統(tǒng)因脫硝入口煙氣溫度低于催化劑最低噴氨溫度而無(wú)法投運(yùn)的問題，進(jìn)行了對(duì)幾種技術(shù)改造方案的闡述和各方案優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比分析，為同類型機(jī)組提供了技術(shù)改造參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：低負(fù)荷;煙氣脫硝;選擇性催化還原(SCR)

0引言

隨著新修訂的GB13223-2011火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[1]的正式實(shí)施，由燃煤產(chǎn)生的NOx作為當(dāng)今環(huán)境污染的重要來(lái)源之一，國(guó)家對(duì)電廠NOx排放提出了更加嚴(yán)格的要求。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多也最為成熟的煙氣脫硝技術(shù)是選擇性催化還原(SCR)技術(shù)，福建大唐國(guó)際寧德發(fā)電有限責(zé)任公司一期4號(hào)600MW超臨界直流鍋爐就采用了此種技術(shù)，在省煤器出口和空預(yù)器之間安裝SCR煙氣脫硝裝置，通過將NH3作為還原劑噴入煙氣中，使其與煙氣中的NOx發(fā)生還原反應(yīng)，生成N2和H2O，從而達(dá)到脫除NOx的目的。但國(guó)內(nèi)燃煤機(jī)組都參與調(diào)峰，經(jīng)常低負(fù)荷運(yùn)行，脫硝入口煙氣溫度隨之降低，使催化劑活性降低，NH3逃逸率加大，生成NH4HSO4，導(dǎo)致空預(yù)器堵塞，甚至造成催化劑不可逆轉(zhuǎn)的失活。因此，該廠要求SCR脫硝裝置最低噴氨溫度要大于302℃，而該廠4號(hào)鍋爐在380MW以下負(fù)荷時(shí)，SCR脫硝系統(tǒng)就有可能會(huì)退出運(yùn)行，難以滿足國(guó)家日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。因此，對(duì)鍋爐進(jìn)行SCR低負(fù)荷運(yùn)行技術(shù)改造非常迫切和必要。

1SCR脫硝裝置低負(fù)荷運(yùn)行改造技術(shù)

要實(shí)現(xiàn)SCR脫硝裝置低負(fù)荷下的投運(yùn)，技術(shù)改造路線有兩個(gè)：a)讓催化劑適應(yīng)鍋爐煙溫，采用低溫催化劑替代現(xiàn)有催化劑;b)讓鍋爐煙溫適應(yīng)催化劑，改造鍋爐省煤器及煙風(fēng)系統(tǒng)等。

然而目前國(guó)內(nèi)煙氣低溫SCR催化技術(shù)尚不成熟，還停留在實(shí)驗(yàn)室小試階段，沒有進(jìn)行工程應(yīng)用，因此目前只能采用第二種技術(shù)路線，提高脫硝裝置SCR入口處煙氣溫度，主要有以下四種改造方案，即：設(shè)置省煤器煙氣旁路、設(shè)置省煤器給水旁路、省煤器分級(jí)改造、回?zé)岢槠a(bǔ)充給水加熱改造。

2幾種技術(shù)改造方案對(duì)比分析

2.1設(shè)置省煤器煙氣旁路

該方案是在鍋爐省煤器入口處的煙道上開孔，抽取部分較高溫?zé)煔庵罶CR接口處(為提高混合效果，也可在尾部后煙道低溫過熱器管屏中、下層之間抽高溫?zé)煔?，設(shè)置煙氣擋板，增加部分鋼結(jié)構(gòu)和支吊架。在低負(fù)荷時(shí)，通過抽取較高溫?zé)煔馀c省煤器出口的煙氣混合[2]，使低負(fù)荷時(shí)脫硝入口煙溫達(dá)到302℃以上。

旁路煙道上需要加裝膨脹節(jié)、電動(dòng)關(guān)斷擋板、調(diào)節(jié)擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)煙氣流量及溫度。

優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資成本相對(duì)較低，實(shí)施簡(jiǎn)單，增加設(shè)備較少。通過調(diào)節(jié)擋板調(diào)節(jié)煙氣流量可使催化劑工作于最佳反應(yīng)溫度范圍。

缺點(diǎn)：

a)由于煙氣從省煤器旁路流走，不能給給水加熱，使空預(yù)器排煙溫度上升，必然會(huì)降低鍋爐熱效率(0.5%～1%)，增加煤耗，影響鍋爐經(jīng)濟(jì)性;

b)省煤器旁路煙氣擋板經(jīng)長(zhǎng)期高溫運(yùn)行可能造成積灰、卡澀，打不開或關(guān)不下去，且擋板在高溫下極易發(fā)生變形，產(chǎn)生內(nèi)漏，安全可靠性較差，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行;

c)如旁路煙氣擋板的密封性能變差，內(nèi)漏較大，或擋板開啟后無(wú)法關(guān)閉，在高負(fù)荷時(shí)有部分高溫?zé)煔鈴呐月窡煹佬孤?，直接進(jìn)入SCR裝置，可能會(huì)使省煤器出口煙溫達(dá)到400℃以上，從而使催化劑燒結(jié)開始發(fā)生，且燒結(jié)過程是不可逆，對(duì)催化劑帶來(lái)致命破壞;

d)由于在省煤器入口設(shè)置抽煙氣口，將會(huì)對(duì)后面整個(gè)流場(chǎng)帶來(lái)影響，省煤器換熱可能會(huì)出現(xiàn)較大偏差，同時(shí)，高溫?zé)煔獗慌月返?，?dǎo)致省煤器吸熱不足，可能對(duì)整個(gè)汽水系統(tǒng)熱量分配帶來(lái)較大不利影響，對(duì)鍋爐性能及熱平衡均有一定影響;

e)由于設(shè)置了煙氣旁路，擾亂了進(jìn)入SCR脫硝系統(tǒng)的煙氣流場(chǎng)，對(duì)SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行造成一定干擾，降低總的脫硝效率。