关于降低某燃煤电厂氮氧化物生成的技术改造优化设计

关于降低某燃煤电厂氮氧化物生成的技术改造优化设计

李明臻,张月靖

淮沪煤电有限公司田集发电厂，安徽淮南 232082

摘要：作为工业的基础和支撑的燃煤发电企业始终是个标杆的存在，在废气烟气处理方面，国家对燃煤电厂污染物排放指标要求越来越严，这不仅仅是迫于环保压力不得不为之的政策，也是为了给企业一个逐步适应和改进的过程。当前在燃煤电厂机组运行启动、停机以及启停磨煤机等操作中燃烧工况变化较大，氮氧化物（NOx）的排放偶尔会出现短时超标现象，机组低负荷运行期间氮氧化物（NOx）的生成浓度也增加，氨的使用量的增加，也导致增加运行成本。在控制氮氧化物（NOx）生成方面，运行人员会用到降低一次风量，增加二次风量的分级配风的方式来降低氮氧化物（NOx）的生成。但是当前遇到的问题是，一次风量的降低导致磨煤机出口粉管的风粉流速降低，增加了磨煤机堵磨的风险，给机组稳定运行造成风险。降低一次风中氧的含量，相当于降低一次风的同等效果，所以技术改造分析增加一路从脱硫塔出口至一次风机入口的风道管路，降低一次风氧气含量，相当于降低一次风量的同等效果，以达到降低氮氧化物（NOx）的生成浓度的效果。

关键词：氮氧化物（NOx）、环保、分级配风、烟气再循环

1背景概述

某燃煤电厂2X700MW超超临界机组，锅炉型号为SG-1957/28–M6005直流锅炉。锅炉设计为单炉膛、采用四角切圆燃烧方式、Π型锅炉。锅炉布置6层24只低NOx直流燃烧器，煤粉燃烧器上方布置有2组偏转消旋风口。锅炉制粉系统为正压直吹式系统，每台锅炉配置6台碗式中速磨煤机，系统配有2台动叶调节轴流式一次风机，2台密封风机。锅炉烟气采用以液氨为还原剂的选择性催化脱硝工艺（SCR）。SCR反应器布置在省煤器与空预器之间。当前该锅炉采用降低氮氧化物（NOx）生成浓度的方式为低NOx直流燃烧器和分级配风方式，设计中未采用烟气再循环方式。当前形势下污染物排放指标要求越来越严苛，在机组运行启停机及启停磨等操作中氮氧化物（NOx）的排放偶尔会出现短时超标现象，且低负荷运行期间氮氧化物（NOx）的生成浓度也增加，氨的使用量增加，导致增加了运行成本，给公司造成了环保压力及经济损失。在控制氮氧化物（NOx）生成方面，运行人员会用到降低一次风量，增加二次风量的分级配风的方式来降低氮氧化物（NOx）的生成，而且效果比较明显。但是当前遇到的问题是，一次风量的降低导致磨煤机出口粉管的风粉流速降低，堵磨的风险增加，给机组稳定运行造成安全风险。

2技术改造优化设计方案

针对以上情况，提出了技术改造优化设计方案：创新性的增加了一路从脱硫塔出口至一次风机入口的风道管路，采用可调节流量的设计，使一次风混合入部分净烟气。具体设计布置方式如图1风烟系统，其中红色部分为增加的风道管路。

图1风烟系统

3技术改造优化设计方案分析

3.1脱硫塔后的净烟气中氧气的含量设计值为5.6%左右，一次风参混入一部分烟气，可以起到降低一次风中氧气含量的作用，相当于降低了磨煤机的一次风量。分级配风效果会更加明显，磨煤机出口粉管的流速也得到了保证，降低了堵磨的风险，也起到了烟气再循环的作用，能够降低氮氧化物（NOx）的生成。同时降低了工作中磨煤机及给煤机内氧气的含量，降低了磨煤机及给煤机着火的发生。如图2净烟气氧含量，为实际机组连续运行期间2021年5月20日至2021年11月10日期间数值，平均值为5.94%。

3.2脱硫塔后的净烟气温度相对大气环境升高不多，设计值为进入烟囱前温度≥47℃，烟气的再循环起到了一定热量回收再利用的效果，同时对冷一次风的升温也不会很明显。如图3净烟气温度，为实际运行期间数值，平均值为51.97℃。对应运行期间风机运行环境的大气温度，同期实际运行期间2021年5月20日至2021年11月10日期间，平均值为26.83℃。

3.3电除尘设计除尘效率为99.92%，脱硫塔后的净烟气经过了电除尘器后，含有的硬质颗粒较少，超低排放标准为不大于10毫克每立方米。同期实际运行期间2021年5月20日至2021年11月10日期间，烟气粉尘含量，平均值为3.21毫克每立方米，远低于超低排放标准，对一次风机叶片的磨损影响较小。

3.4脱硫塔后的净烟气经过了脱硫塔后（脱硫塔设计脱硫效率98.1%），含二氧化硫相对较少，超低排放标准不大于35毫克每立方米。同期实际运行期间2021年5月20日至2021年11月10日净烟气二氧化硫含量，平均值为12.15毫克每立方米，远低于超低排放标准，对一次风机叶片的腐蚀影响较小。

3.5根据风烟系统的流程可以判断出脱硫塔后引出方式，烟气压力为微正压，相对于其他地方引出方式更加能够满足使用要求。

4技术改造优化设计方案注意点如下

（1）、脱硫塔后净烟气湿度较大，管道需要有一定的防腐蚀能力。

（2）需要在管道低点设置自动疏水门或者排水门，及时排除凝结的液体。

（3）烟气再循环的利用，导致了风机出力的增加。在高负荷运行期间，需要根据各风机出力情况判断是否可以继续运行烟气再循环，否则调小流量或者退出烟气再利用（实际运行中，高负荷期间氮氧化物（NOx）生成浓度相对低负荷较小，也更容易控制，排放不易超标）。

5结束语

技术改造优化设计方案经过分析，利用排放的烟气降低污染物的生成，起到了废物利用的作用。在降低氮氧化物（NOx）生成上，用到了分级配风和烟气再循环的作用，能够降低氮氧化物（NOx）的生成。可以使得运行中对氮氧化物（NOx）的超标控制裕度增加，降低氮氧化物（NOx）超标风险，并且使氨的用量降低，节约运行成本并降低公司环保压力等优点。在脱硫塔后引出烟气的方式相对于其他地方引出优点明显。

作者简介：李明臻（1993----），男，助理工程师，田集发电厂集控运行副值班员，从事发电厂集控运行工作。

张月靖（1994---），女，助理工程师，田集发电厂热控点检，从事发电厂生产技术工作。