动力车间C锅炉联合脱硝技术的应用

动力车间C锅炉联合脱硝技术的应用

杨义,董玺文

兰州石化公司  甘肃省兰州市730060

摘 要:随着环保标准的不断提高,面对严峻的环保形势,目前我国对于NOx的污染排放问题也更为重视，正是基于这个背景,兰州石化公司化肥厂动力车间2014年C锅炉实施烟气脱硝工程改造,采用低氮燃烧、选择性非催化还原反应（SNCR）、选择性催化还原反应（SCR）联合脱硝技术，分三段脱除烟气中NOx，使NOx排放含量不高于100mg/Nm3。脱硝项目投运后，经联合调试达到了锅炉燃烧时NOx含量达标排放。本文介绍了低氮燃烧+SNCR+SCR脱硝技术在C锅炉的应用，简述其改造技术特点和工艺流程,并通过实际运行调节总结经验。

关键词：燃煤锅炉 低氮燃烧 脱硝 燃烧调节

前言：甘肃兰州近些年经济呈现快速、持续、健康的发展,经济总量和综合实力在快速前进。但在经济高速增长的同时,环境保护压力也日益增大。面对严峻的环保形势,目前我国对于NOx的污染排放问题也更为重视，国家环保总局公布了新的火电厂大气污染物排放标准,明确要求氮氧化物的排放浓度不得超过100mg/Nm3。正是基于以上背景, 兰州石化公司化肥厂动力车间C锅炉实施烟气脱硝工程改造,这必将为我公司赢得更多社会认同,并为兰州的环境保护尽自己的社会责任。

一、联合脱硝技术应用

1.1 NOx的生成机理

根据燃烧过程中NOx的生成机理，可以分为三种：热力型NOx、燃料型NOx和快速型NOx。热力型NOx其生成速度主要受温度的影响，热力型NOx主要是在1400℃以上的高温区产生的，当燃烧温度低于1000℃时，几乎观察不到热力型NOx的生成反应。燃料型NOx是由燃料本身固有的氮化合物在燃烧时转化而成，在600～800℃时就会产生。燃料氮是燃烧过程中NOx的主要来源，煤粉燃烧时约75%～90%的NOx来源于燃料型NOx。快速型NOx一般可忽略不计。

1.2 C锅炉联合脱硝装置NOx的控制方法

主要包括低氮燃烧系统、氨水喷射(SNCR)系统和SCR反应器三个阶段 .

第一段为ROFA系统，将锅炉二次风的30%左右热风引出，经ROFA风机增压后，从不对称安放的喷嘴中以高速射流的形式分多点送入炉膛，使炉内的混合和湍流得到了极大的提高，将NOx控制在≤280mg/Nm3。第二段为SNCR，在锅炉折焰角800℃～1100℃这的温度范围内，利用Rotamix高速风增湿喷射器，注入NH3，与烟气中的NO反应生成N2和H2O,通过SNCR后NOx控制在≤150mg/Nm3。第三段为SCR ，在省煤器与空预器之间安装有SCR反应器，在315℃～380℃的温度范围内，以SNCR逃逸的NH3作为还原剂，在催化剂的作用下，有选择性地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H2O。通过SCR反应器后NOx≤100mg/Nm3。

二、脱硝各阶段的调整

2.1、低氮燃烧阶段的调整

在低氮燃烧阶段，煤粉专烧工况状态下，要根据煤量的大小，及时调整ROFA风机的挡板的开度，控制1、2号ROFA出口风流量在10000～90000 m3 /h.尽量控制1、2号ROFA出口风流量均等，防止因1、2号ROFA出口风流量不均，导致锅炉烟气两侧温差增大。煤气混烧工况下送风量不能过低，ROFA系统挡板也不能开度过大，因为气休燃烧时所消耗的氧量要比煤粉专烧时要多，而如果ROFA系统将过多的空气量送入燃烧器区域上部，会造成燃烧区空气量过小，导致燃烧不完全。造成锅炉出口一氧化碳含量增高，使锅炉热效率降低，同时一氧化碳做为还原性气体，会降低灰熔点温度，引起炉壁结渣与腐蚀。多次实践表明一氧化碳如果严重超标，还会使锅炉出口二氧化硫排放量急剧上升，给脱硫岗位增加负担。

2.2、氨水喷射(SNCR)系统阶段的调整

在氨水喷射(SNCR)系统阶段，加强对氨水系统压力和流量的监控，特别注意AB炉调整氨水流量时，导致C炉氨水压力和流量的剧烈变化。加强对冷却风和雾化风的监视，防止因冷却风和雾化风压力降低，导致氨水雾化不好，影响氨水还原反应。根据SCR反应器出口NOx排放量，及时合理调整氨水调阀开度，要保证各个氨水喷枪压力和流量均等，及时清理和切换堵塞氨水喷枪，控制100mg/Nm3，逃逸氨浓度低于6ppm。

2.3、SCR反应器阶段

在SCR反应器阶段，通过调整上层小风门控制SCR反应器入口烟气温度在315℃～380℃的温度范围内，使氨水能在SCR反应器更完全的反应，减少逃逸氨的排放。同时利用上层小风门和暖风器的调节，控制排烟温度在140-145之间，防止逃逸氨在低温段与烟气中的SO3反应生成硫酸氢铵。这里特别要指出的是硫酸氢铵和灰尘一起粘附在空预器换热元件上，不仅降低换热效果，同时造成空预器积灰，严重时堵塞空预器，还会与灰尘粘附在电除尘器的极板上，使其与烟气隔离，造成电除尘效率下降。如果大量粘附在布袋除尘器上，会使布袋堵塞，严重时会造成锅炉撤煤，甚至需要停炉来清理布袋除尘器。

三、取得效果

通过改造,通过在操作中的摸索总结，班组操作工掌握改造后的生产操作技能，优化生产运行，保证了锅炉NOx排放达到100mg/Nm3，逃逸氨≤6ppm，锅炉汽温、汽压和出力与改造前一致, 保证锅炉正常运行，锅炉最终排放指标达到了国家环保标准，联合脱硝技术的应用改造获得了成功。

四、结束语

总之，锅炉燃烧的调节是多方面因素影响的很复杂的操作，在实际调节中做好各操作人员之间的配合，在此简单介绍改造后调节的几点注意事项，希望在今后操作中更好的保证锅炉操作安全稳定运行。随着环保标准的提高,锅炉的脱硝改造是必然的趋势,我动力车间C锅炉在实施锅炉脱硝改造的过程中,应用了低氮燃烧、SNCR、SCR多种脱硝技术,在节约改造费用、运行成本方面做了有益探索，改造效果达到了预期目标,对同类型锅炉脱硝改造有积极的借鉴意义。

参 考 文 献

〔1〕.姜锡伦 《锅炉设备及运行》〔M〕北京电力出版社 2006

〔2〕.《锅炉运行规程》Q/JSPC-JS-101.01-2006

〔3〕.《锅炉低氮、脱硝运行规程》Q/JSPC-JS-101.01-2012