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beidouzhiku 高级会员
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[科普] 低负荷脱硝运行的相关问题及改善措施

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beidouzhiku 发表于 2020-4-28 10:47:34 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
  本文对华能荆门热电2×350MW超临界机组脱硝系统低负荷运行时存在脱硝入口烟温偏低、两侧烟温偏差大,脱销入口NOx偏高、喷氨量过大、局部氨逃逸率大等问题进行分析,通过优化运行方式,采取相关技术措施,逐步改善了低负荷脱销系统安全运行相关问题,保证脱销系统安全运行,机组排放合格。

  1机组概况

  华能荆门热电1、2号锅炉采用东方锅炉厂生产的350MW超临界直流锅炉,锅炉型号为DG1131/25.4-Ⅱ2,为超临界压力、一次中间再热、变压运行、单炉膛、平衡通风、采用低NOx旋流式、前后墙对冲布置燃烧器。20只HT-NR3型燃烧器分前三层(A、B、C)、后两层(D、E)布置在炉膛前、后墙上,制粉系统采用冷一次风机正压中速磨直吹系统,每台炉配五台制粉系统。锅炉前墙A层燃烧器中布置了等离子点火装置,其他各层燃烧器装有1支简单机械雾化点火油枪。每台机组配置一台100%B-MCR汽动给水泵和两台机组共用一台30%B-MCR容量的定速电动给水泵。机组旁路系统采用一级高压旁路系统装置,容量为35%BMCR。机组启动方式采用高压缸启动。锅炉的启动系统为不带再循环泵的大气扩容式启动系统。系统包含1个汽水分离器、1个储水罐、2个储水罐液位调节阀(361阀)及1个361阀前电动隔离阀。锅炉脱硝系统采用选择性催化还原法(SCR)方式进行脱硝处理,脱硝催化剂设计运行温度为295~430℃。脱硝设备布置包括二部分。脱硝设施本体布置在锅炉省煤器和空预器之间,空预器锅炉钢架上方的布置。烟道分两路从省煤器后接出,经过垂直上升后变为水平,接入SCR反应器,SCR反应器内装有催化剂。反应器为垂直布置,经过脱硝以后的烟气经垂直烟道接入空预器入口烟道。1、2炉分别于2017年5月、2016年12月分别完成超低排放改造,现阶段执行的环保污染物控制标准为:NOx≤50mg/Nm3、SO2浓度≤35mg/Nm3、粉尘浓度≤10mg/Nm3。锅炉尾部烟道采用双烟道结构,其中低温再热器布置于前部烟道,低温过热器、省煤器布置于后部烟道。再热汽温度采用烟气挡板辅以微量喷水作为调节手段。

  2低负荷脱硝系统运行存在的问题及运行调整措施

  2.1低负荷脱硝入口烟温过低、偏差大

  随着机组负荷降低,锅炉出口烟温也随之降低,导致尾部烟道烟温都有不同程度的下降。而且低负荷时由于火焰充满程度较弱,导致两侧烟温也有所不同。烟温降低对脱硝系统运行不利,烟温过低,催化剂活性太低,导致脱硝系统运行效率下降,氨逃逸率上升。长时间运行会使空预器堵塞。若脱硝入口烟温低于低限值295℃(三取二),保护动作关闭脱销入口喷氨快关阀,若不及时调整则会导致净烟气NOx超排。

  针对低负荷工况下,主要是烟温偏低及两侧烟温有偏差,降负荷过程脱硝有退出运行的可能性,因此在运行方式采取相关优化措施:

  1)针对低负荷工况运行方式,结合炉膛结渣情况,对炉膛吹灰系统进行了相关优化,每天按照单双号来进行炉膛吹灰。尾部烟道间隔一天来吹灰,空预器冷端采取2H吹灰一次。采取此种方式后低负荷运行下脱硝入口烟温基本都能达到要求。同时也减少汽水损耗。

  2)低负荷运行时加强监视,适当降低机组负荷率,避免煤量过减后导致烟温下降,必要时解除协调方式手动调整。

  3)低负荷运行下采用不同磨煤机组合,采用前墙ABD磨组合较后墙ADE磨组合对提升烟温更有利。

  4)针对脱硝入口两侧烟温偏差,通过尾部烟气挡板进行小幅度偏差调节,对烟温调平有明显效果。

  5)低负荷运行,尾部烟道烟温特点是前烟道布置为低再,汽温烟温均较高;后烟道中布置低过和省煤器,由于低负荷时给水温度降低,导致换热温差增大。从而导致后烟道烟温降低较多,最终的结果是混合后的烟温偏低,影响到了脱硝入口的烟温。所以低负荷运行,为保证脱硝安全运行,尽量关小过热侧的烟气挡板。调节烟气挡板时幅度也要缓慢,避免大幅度波动后导致烟温下降。

  6)在保证燃烧稳定的前提下,可适当提高磨煤机的一次风速,风粉出口温度降低5℃左右。通过以上优化措施,基本能够满足低负荷脱硝系统运行的安全。

  2.2低负荷运行,脱硝入口NOx偏大

  低负荷运行下往往氧量偏大,导致脱硝入口的NOX折算值过高。结果导致喷氨量增大,存在局部氨逃逸过大现象。运行中采取以下措施:

  1)控制总风量,严格按照氧量曲线来调整。避免氧量偏离目标值较多。

  2)减少漏风,主要是炉膛漏风,检查尾部烟道人孔门全部关严。合理控制炉底干排渣冷却风门,规定炉底温度低于100℃全关炉底冷却风门。

  3)定期对脱硝入口氧量显示进行校验。

  4)由于脱硝喷氨量过度开大后,导致液氨消耗大不经济且氨逃逸率增大。为规范运行人员操作,在经济指标竞赛中调整喷氨量权重,用氨量越大得分越低,加强值班员对液氨调整的重视,勤调整,减少液氨消耗量。低负荷控制好锅炉氧量对NOx生成影响很大,所以低负荷阶段尽量降低锅炉总风量及氧量,对锅炉NOx控制及低负荷锅炉稳燃均有利。

  2.3氨逃逸率过大,导致空预器堵塞

  长期低负荷运行,存在空预器堵塞的情况。特别是在2017年9月-10月份机组长期在低负荷运行,环境温度较往年偏低,且入炉掺烧煤硫份较大,导致空预器差压逐渐增大。空预器烟气差压最大涨至2.1KPA左右。

  根据相关数据统计,长期在低负荷运行,受环境温度影响,空预器冷端综合温度偏低,导致燃用高硫煤后,空预器差压呈逐渐上升趋势,引风机电流上涨,导致电耗上升。停机后检查确定是空预器冷端的结垢较多,为硫酸氢铵垢样。短时间也难清理。因此在运行需要加强监视,调整配煤掺烧策略,尽量减少入炉煤硫份,同时提升负荷率,尽量在高负荷运行。严格控制喷氨量,根据环境温度变化及时投入热风再循环,提升空预器入口冷端风温,加大吹灰频率,提高蒸汽吹灰温度等策略,减缓空预器上升速率。

  3总结

  针对机组低负荷工况下脱硝运行存在相关问题,经过优化吹灰方式,磨煤机组合方式,氧量控制,提高吹灰频率,规范运行人员操作减少喷氨量等措施。保证了脱硝系统在低负荷工况下能够安全稳定经济运行。
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