新疆沙湾电厂流化床锅炉降低 NOX排放的改进措施

李启民 宋光蕾

中国电建集团河南工程有限公司 河南郑州 450051

摘要：本文针对沙湾电厂锅炉NOX排放不达标的原因进行分析,进行相应措施改进，从而NOX排放达到环保要求，保证电厂正常运行。

关键词：SNCR;NOX排放；环保达标；原因分析；改进措施

0引言

新疆电厂循环流化床(CFB)锅炉的烟气脱硝技术选择性非催化还原(SNCR)技术。SNCR技术以炉膛为反应器,利用炉内适宜的高温区域进行NOx还原反应,不需要昂贵的催化剂和体积庞大的反应器,初期投资低,建设周期短,运行费用较低。SNCR技术在循环流化床锅炉烟气脱硝的应用才刚刚起步，NOX排放存在不达标的情况，需要做一些改进维护措施，保证排放达标。本文针对沙湾电厂NOX排放不达标的各种原因，进行了分析及采取一些改进措施，保证了机组环保达标，正常运行。

1 概况

新疆沙湾电厂锅炉为哈尔滨哈锅锅炉工程技术有限公司生产的型号为HGG-130/9.81-L.M，高温、高压、自然循环、SNCR脱硝（预留SCR空间）、循环流化床锅炉。

脱硝工艺采用选择性非催化剂还原烟气脱硫技术（SNCR），按锅炉BMCR工况全烟气脱硝。该工艺具有技术成熟，占地面积小，一次性投资和运行成本低，无副产品，无二次污染等优点。有着良好的业绩，并能保持较好的脱硝效率。沙湾电厂循环

流化床锅炉采用炉内低氮燃烧，控制锅炉出口氮氧化物排放浓度为180mg/Nm³，脱硝效率按75%，脱硝后氮氧化物排放浓度不大于50mg/Nm³。考虑到今后的环保要求，在锅炉尾部省煤器处预留SCR安装空间。脱硝系统用的还原剂为尿素，全厂3台锅炉公用一个尿素溶液制备系统。对脱硝系统氨逃逸量进行在线监测，脱硝装置的氨逃逸水平设计值是≤7.5ppm。

脱硝还原剂采用尿素.作为还原剂的固体尿素，倒入到溶解罐内，被溶解制备成浓度为30%的尿素溶液，在通过循环泵打入到尿素溶液储罐，尿素溶液经输送泵输送，在喷入炉膛之前，再经过计量分配装置的精确计量，分配至8个喷枪，喷枪内的溶液在压缩空气的作用下进行雾化，然后喷入炉膛，进行脱氮反应。

2 NOX排放存在不达标情况介绍

2019年11-12月，沙湾电厂1号及2号锅炉相继投产发电，2021年1月，沙湾电厂3台锅炉发电投产运行。在锅炉运行过程中经常出现NOX排放不达标，超过50mg/Nm3。投入的尿素量也超过设计量，氨逃逸达到27 mg/Nm3，严重超标。环保部门要求电厂必须整改达标，否则不允许运行。电厂承担沙湾县城供暖任务，新疆为高寒地区，供暖为民生大事。对NOX 排放不达标问题，引起高度的重视。电厂组织各方技术人员进行分析及改进，基本解决了NOX排放不达标问题。

表2 改进之前脱硝数据统计

3 NOX排放不达标原因分析及采取的措施

SNCR脱硝原理 采用选择性非催化还原法（SNCR）烟气脱硝工艺，是在没有催化剂存在条件下，利用还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水的一种脱硝方法。烟气脱硝系统采用尿素作为还原剂，先制备30%～50%浓度的尿素溶液进行存储，最终稀释成10%浓度左右的尿素溶液喷入分离器入口水平烟道及炉膛。主要反应为：CO(NH

₂)₂+ H₂O→2NH₃+CO_2；；4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O；综合为：NO+CO(NH₂)₂ +1/2O2→2N₂+CO₂+H₂O。还原剂的反应高效温度范围称为温度窗，最佳温度区一般为850～1100℃。当反应温度过高时，由于氨的分解会使NOX还原率降低，当温度高于1150℃时,尿素热解的NH₃则会被氧化为NO，反应式为：4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O，另一方面，反应温度过低时小于830℃后，氨与NO_X的反应速度会下降，造成氨逃逸增加，也会使NO_X还原率降低。

经过对现场设备检查及数据的分析，认为造成NOX排放不达标主要有以下几个原因：1）尿素喷枪雾化不好，影响SNCR的反应；2）炉膛出口温度偏低（尿素反应应在850℃以上），NOX反应不充分；3）尿素配置浓度不合适。

针对以上分析的原因，现场采取以下措施。1）检查拆开每个喷枪，发现有堵灰的现象。清理后，在炉外进行雾化试验，调整尿素溶液压力（0.8-1.5MPa），在1.2 MPa时雾化最佳2）低负荷时，床温偏低，小于800℃。试验在低负荷时，对回料阀循环灰简断排放一部分，床温提高到了850℃，保证了炉膛出口温度850以上，满足SNCR反应要求；3）尿素溶解罐配置尿素溶液浓度原来为30%，降低浓度到20%左右，降低了氨逃逸高的现象。4）前墙2个喷枪加装检修平台。运行过程，定期对喷枪检查及清理，保证雾化正常。

表3 改进之后脱硝数据统计

4结论

经过对锅炉SNCR系统相关改进措施后，NOX排放达到了要求，较好的满足了锅炉的环保运行要求。