火电厂烟气脱硝技术应用及绿色节能

火电厂烟气脱硝技术应用及绿色节能

姜清鹏

（国家电投宁夏能源铝业临河发电分公司宁夏银川751400）

摘要：氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。氮氧化物的排放会给自然环境和人类生产、生活带来严重的危害，包括对人体的致毒作用、对植物的损害作用、形成酸雨或酸雾、与碳氢化合物形成光化学烟雾、破坏臭氧层等。全球氮氧化物的排放量逐年增长。近年来，国内外对氮氧化物控制技术的研究取得了很大的进展。烟气脱硝是指在燃烧烟气中去除氮氧化物的过程。主要包括酸吸收法、碱吸收法、选择性催化还原法、非选择性催化还原法、吸附法、离子体活化法等。

关键词：火电厂；烟气脱硝技术；绿色节能；分析

1导言

随着科学技术的不断进步，市场对于电力的需求量也在不断增加，这就导致了燃煤火电机组装机容量不断增加，在这种情况下，氮氧化物的排放量也在逐年增加也持续增长，从而对局部地区的环境污染问题造成严重的破坏。面对这种情况，国家也加大了对燃煤电厂脱硝产业的重视和监督力度，并针对性出台了相关的法律和政策。实践表明，燃煤电厂采用尿素制氨的选择性催化还原脱硝技术是燃煤电厂应用最广且脱硝效率高的一项技术，具有较高的实用价值、运行安全比较高、工艺设备比较现代化，能够有效地减少成本投入，提升电厂的生产效益。

2火电厂烟气脱硝技术经济的效益所遵守的原则

2.1经济分析与评价的原则

要最大化地实现火电厂的经济效益，充分运用火电厂烟气脱硝技术，减少成本投资，提升生产力，保证最大化的经济收益。要有效地实现这个目的，就要对火电厂烟气脱硝技术进行综合性评估，判别火电厂烟气脱硝技术对火电厂生产的作用和效果。邓小平曾说，科学技术是第一生产力。要使科学技术发挥最大的效应，就要注重科学技术的设计问题。因而，在火电厂烟气脱硝技术运用的过程中，应该注重技术研究和分析，根据实际情况充分考虑技术和经济之间的关系。所以在火电厂生产过程中，应该注重环保排放的要求，从经济的角度上对烟气脱硝技术进行相应的设计和优化，对技术设计方案进行详细数据分析和研究，从而有效地降低工程造价。如此，才能有效地实现火电厂的经济效益的最大化。

2.2费用最小化原则

火电厂烟气脱硝的目的是在火电厂电力生产中，有效地保证环境质量、维护生态效益、促进经济和社会的长久发展和进步，避免因为火电厂电力生产中，由于技术不成熟导致环境污染，影响人们的生活生产。在火电厂生产中，为了有效地达到这个目的，火电厂烟气脱硝技术既要保证生态环境的平衡，还要维持功能有效地运行，避免资源的浪费、成本的增加。火电厂相关负责人应该根据实际情况，对火电厂烟气脱硝技术的各项费用进行相应的分析，例如对设备购置、安装、维修、使用等方面的费用进行相应的分析和研究，避免运用火电厂烟气脱硝技术的时候造成不必要的费用损失。火电厂烟气脱硝技术作为一项新型技术，要保证其高效、快速地运行，必须要遵循费用最小化原则，如此才能有效地保证火电厂的生产效益和经济效益，便于满足市场的实际需求。

2.3经济效益最大化原则

经济效益最大化与费用最小化之间有着直接的联系，主要指火电厂在使用烟气脱硝技术的时候，相关设备能够在服务期内有效、正常地运行，从而保证火电厂生产效益最大化，生产效益的最大会导致生产产量的择增加，当生产产品的价格不变的时候，能够有效地实现经济效益的最大化。为了保证经济效益的最大化，火电厂不仅要保持烟气脱硝技术运用的费用最少化，还要注重排污处理费用的最少化，人力资源投入费用的合理化，如此才能有效地保证火电厂的生产效益和质量。

3目前在火电厂脱硝改造中存在的问题

3.1影响脱硝效率的因素

全国各地的煤质都不相同，混烧煤的情况时常会出现，所以，燃用低发热量煤质会产生大量的烟气；相反，如果采取高发热量煤质，所产生的烟气量则很少。一旦煤质热值偏低，它的水分就多，燃烧所达到的排烟温度也会很高，烟气量在很多的情况下就会造成脱硝效率明显下降。煤质的变化导致不得不对于SCR装置及催化剂的选用上需要更高的要求。第一是催化剂要能够满足每种燃料和烟气成分的需求，工厂需要考虑的是在脱硝反应器设计及催化剂选型上最不利工况的情况，从而有力的来保证脱硝后烟气中所涵盖的NOx的排放浓度达标。

3.2低氮燃烧技术

现役火电厂采用的低氮燃烧技术，它排放出来的烟气中含有的氮氧化物的浓度多在450mg/Nm3上下。在《火电厂氮氧化物防治技术政策》中明确规定：若要保证锅炉烟气的大气污染物排放可以达标，首先应该改变低氮燃烧技术，把锅炉炉膛温度控制在不超过1000℃，保证锅炉烟气中包含的氨氧化物浓度少于350mg/Nm3。低氮燃烧器燃烧、优化技术、空气分级燃烧技术、燃烧分级燃烧技术、烟气再循环技术等等是被各大工厂普遍利用的低氮燃烧技术。新型的低氮燃烧器把烟气再循环、空气分级和燃料分级等技术有力的结合在一起后，所产生的脱硝效果就相对明显，易取到的脱硝效率大概在50-70%左右。在采用优质煤质的情况下，可将烟气中产生的氮氧化物的排放浓度压缩在300mg/Nm3，更有可能少于250mg/Nm3。所以，针对役火电机组的低氮燃烧器进行改造，是一个将当前火电锅炉控制NOx的一大选择。目前，可将国内煤粉锅炉低氮燃烧改造中才去的最新的常用技术归结为三大种类：一是高浓缩比水平浓淡风煤粉燃烧技术，二是双尺度低氮燃烧技术，三是洁净煤燃烧技术。

4采取绿色节能的方式势在必得

4.1控制或减少SO2的氧化率和氨逃逸率

在美国的巴威公司的运行经验中，采取了合适的SO2氧化率和漏氨率指标，对空气预热器的影响还包括了漏氨浓度的分布、脱硝设备的性能对煤质的适应性、脱硝设备的稳定性。

4.2空预器结焦后的危害及预防措施

采用的是三分仓容克式空气预热器。容克式空气预热器是一种空气和烟气逆向流动、回转式的热交换装置，在热交换过程中，有丢失能量的内在趋势。能量的丢失是因为空气和烟气之间的压差引起的空气向烟气的泄漏。密封系统能控制并减少漏风从而减少能量的流失。密封系统是根据空气预热器转子受热变形而设计的，它包括径向密封、轴向密封、旁路密封以及静密封。该密封系统提供了许多调整，维修方便。我厂在之前发生过空预器结焦的事故，严重的影响了换热效果，大大增加了风烟阻力等。工作原理：当空气侧换热元件经过烟气时，烟气携带的一部分热量就传递给换热元件；当换热元件经过空气侧时，又把热量传递给空气。使空预器回收了烟气热量，降低了排烟温度，提高了燃料与空气的初始温度，强化了燃烧，从而提高了锅炉效率。空气预热器主要是利用锅炉尾部烟道中的烟气来加热锅炉燃烧所需要的空气，从而提高整个机组运行的经济性。空预器积灰堵塞严重，会给厂内带来极大的安全问题以及巨大的经济损失。空预器结焦后，换热效率明显下降，进出口差压明显增大。这使得空预器以及引风机功率均有不同程度的增大，厂用电率提高。与此同时空预器动静间隙减小摩擦阻力增大，使得空预器轴承负荷增大易损。为了提高空预器换热效率以及降低空预器进出口差压，不得不投入空预器在线除焦，或停机检修除焦工作而投入大量的精力和资金。

5结论

控制NOX有两种方式：一个是采取偏低的NOX燃烧技术，从而减少在锅炉炉膛内时煤燃烧所生成的NOX数量；一个是从烟气中直接消除NOX，以此降低排放到环境中的数量。当前来看，国内被采纳较多的是选择性催化还原法（SCR）的烟气脱硝技术。目前，我厂拥有两台330MW机组，脱销检测采用的是丹麦格林G4100测量，脱硫系统采用石膏湿式脱硫，进出口采用北京雪迪龙烟气分分析仪进行测量，脱销系统逃逸氨也采用丹麦格林的设备。

参考文献：

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[2]黄蒙，李炜，赵亮宇.火电厂SCR烟气脱硝控制及优化分析[J].现代制造技术与装备，2018（03）.

[3]郑东升.火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保[J].科技创新与应用，2017（36）.