燃煤电厂锅炉脱硝及改造吴广伏

燃煤电厂锅炉脱硝及改造吴广伏

吴广伏

(国家电投集团协鑫滨海发电有限公司江苏盐城224500)

摘要：在我国经济快速发展的同时，因经济发展带来的各种环境污染和破坏问题逐渐引起社会各界的广泛关注。目前我国的电力生产以火力发电为主，而火力发电最主要的能源就是煤炭，在电能的生产过程中，因燃煤排放的各种物质是造成我国环境污染的主要因素之一。因此国家环保部门在政策及投入上加大了对大气污染防治的治理力度，以此来有效控制相关企业污染物排放，降低有害物质对环境的影响。燃煤电厂锅炉脱硝改造实现了节能降耗且环保的目标，故此加强对燃煤电厂锅炉脱销及改造的探讨很有必要。

关键词：燃煤电厂；锅炉脱硝；改造

引言

燃煤电厂脱销改造已成为目前我国节能减排任务的重要工作，基于现阶段我国电力企业仍然采用燃煤生产为主的现状，为了减少对环境的污染和破坏，急需对燃煤电厂锅炉进行脱硝改造来减少各种有害物质的排放，以此实现对热动电力的有效控制，降低燃煤燃烧过程中ＮＯｘ的排放量。因此结合当前电力企业燃煤锅炉实际情况，针对电力生产特点对燃煤电厂锅炉进行脱硝及改造，为提高电厂脱销质量和节能减排目标的实现创造条件，促进我国火力发电厂持续稳定发展。

1燃煤电厂锅炉脱硝

1.1SNCR法脱硝

SNCR法主要是将含氮的还原剂喷入温度为850-1100℃左右的锅炉内，使含氮物质发生还原反应，进而与燃气中的NOx发生化学反应，将NOx分解成对环境无危害的水与氮气，从而降低NOx的排放量。由于应用此种技术对温度及氧气具有一定要求，因此含氮还原剂与烟气中的NOx发生反应时要选择温度及含氧量符合条件的NOx，同时在发生反应的过程中无需借助催化剂的帮助，所以该技术又被称为选择性非催化还原。SNCR系统主要设备采用功能模块分布设计，主要包括还原剂储存与输送模块、混合计量模块、稀释水模块及喷射模块，他们共同作用，完成对锅炉燃煤内的脱硝操作。

1.2SCR法脱硝

SCR法脱硝的实现需借助催化剂的帮助，在实施该技术时应结合烟气成分构成选择与之相适应的催化剂。在催化剂的作用下，还原剂与烟气中的NOx选择性的发生反应，进而生成水和氮气，通过这样一个过程为SCR技术的顺利实施创造条件。在实际操作时选择催化剂要综合考虑催化剂自身性能、体积、烟气中NOx的脱除效果、NH3游离性等问题。催化剂根据其外部形态的不同分为波纹板式、蜂窝式以及板式等几种类型。

1.3NOx再燃技术

NOx再燃技术是目前燃煤锅炉脱硝技术中较为常见的一种技术方式，它通过降低NOx气体的排放量来实现的脱硝目的。该技术在运用时主要将锅炉内的燃料进行分块燃烧的方式，在空气过量系数满足α＞1的条件下，将炉内80%左右的燃料留在主燃区，其余20%左右的燃烧料由燃烧器的上部喷入再燃区，这个过程不仅降低了NOx生成率，同时通过再次燃烧实现了对NOx的还原，从而进一步降低了NOx的排放浓度。同时，通过在再燃区内适当的位置增设燃尽风为再燃区内的燃料燃烧创造条件，确保燃料燃烧充分。此种脱硝技术相较于SCR法、SNCR法具有操作简单、成本低的特点，并且该技术无需投入复杂的技术设施，占地空间小，在中小型电厂锅炉的脱硝改造中被广泛应用。

2燃煤电厂锅炉脱硝存在的问题

以上三种脱硝方式是目前燃煤电厂锅炉脱硝中常用的策略，对提高脱硝质量和效率发挥了重要作用。然而在实际应用过程中往往因人为、外部环境影响及催化剂自身性能等问题的干扰而影响脱硝质量，达不到预期的脱硝效果。如SCR脱硝法主要借助催化剂与燃煤燃烧时烟气中的某些物质在适应的温度下发生化学反应，将NOx分解成水和氮气，以降低NOx的排放量。此种方式在实际应用时有些氨被应用的不充分，未被利用的氨将会对设备造成伤害，引发设备故障，给环境带来不利影响；另外运用SCR脱硝时由于操作技术不规范或操作流程不合理，容易导致催化剂与烟气中的物质不能进行完全反应，最终使尿素生成一氧化碳；最后，在进行脱硝操作时若低温尿素溶液直接喷入800℃以上的过热器中，会破坏煤炭的燃烧条件，引发煤炭燃烧不充分产生飞灰现象，碳的燃烧率会显著降低，从而影响燃煤燃烧质量。

3燃煤电厂锅炉脱硝的改造

3.1锅炉脱硝工艺改造

要实现燃煤电厂锅炉脱硝工艺的优化改造，首先要从提高脱硝效率着手，只有这样才能确保脱硝工艺改造效果显著。通过对燃煤锅炉脱销OFA技术的研究及分析脱硝原理发现，有效控制主燃区的空燃比可为脱硝的顺利实现创造条件，因此在脱硝实践中，通过控制可燃物的排放量来降低NOx的排放量。基于炉内燃煤燃烧时是否充分会对SNCR系统的脱硝性能的发挥造成影响的可能性，可在SNCR系统内增设脱硝设备，在实际燃烧改造工艺中通过对OFA技术进行科学设计，以此来有效降低CO的含量，实现对脱硝效率提升的保障。在进行役组NOx改造时应注重对空气预热器、引风机、除尘器等的合理更换及改造，以此实现对脱硝工艺的优化，确保脱硝效果。

3.2改造机组主设备

燃煤电厂锅炉脱硝改造时要本着经济适用的原则进行，从技术层面对现有的锅炉机组主设备进行合理改造和优化，以不断增强主设备的整体综合性能，为增强脱硝效率和质量奠定基础。对现有燃烧器进行改造，针对燃烧器现有结构及工作机理，为降低NOx燃烧的几率，必须对原有燃烧器进行优化以破坏NOx的燃烧条件。在实际改造时要将燃烧器内的所有燃烧组件如四角风箱、风门挡板等进行更换并重新配置，通过改变假想切圆直径、调整各层煤粉喷嘴的标高和间距、增加新的燃尽风组件等来为高位燃煤的燃烧增加风量，以确保燃煤燃烧充分；将A层一次风以外的其他5层一次风喷口、喷嘴体及弯头更换成上下浓淡中间带稳燃钝体的燃烧器；通过减少端部风室、油风室及中间空气风室的面积来实现对风量的有效控制，将风量进行科学配置后，使一次风速满足锅炉内相应煤种的燃烧条件，同时降低主燃烧器区内的二次风量，以配合一次风的入炉要求。经过这样的改造，锅炉内NOx产出效率降低，进而达到脱硝的目的。

3.3改造辅助设备

辅助设备是燃煤电厂锅炉脱硝中不可或缺的重要组成部分，因此在进行脱硝改造时应采取合理措施对辅助设备进行改造，以此提升燃煤锅炉整体的脱硝效果。通过对燃煤燃烧时排放的烟尘进行研究，对比国家相关行业烟尘排放标准，根据对比结果确定是否对现有电袋或布袋式除尘器进行改造。改造过程中要综合考虑改造后的效果、设备使用性能、使用寿命等，要结合现有设备运行工况，分析其工作原理及脱硝机理之间的联系，通过合理规划，科学设计来不断提升辅助设备的脱硝效果。基于目前有些电厂在进行脱硝改造时容易忽视辅助设备的实际情况，因此改造时应对辅助设备进行全面的检查和分析，在确保符合消防标准的基础上，对其相关参数进行优化调整。

4结语

燃煤电厂锅炉脱硝及改造是一项复杂的综合工程，为实现高效脱销的目的，需全面了解燃煤燃烧过程中燃烧剂及催化剂等主要设备的造型及内部结果，通过分析脱销机理实现对燃煤锅炉主设备、辅助设备及锅炉脱销工艺的改造，根据改造效果对改造后出现的各种优势劣势进行比较，针对改造后锅炉运行的实际效果再次完善和提高，以此确保改造措施的科学实用，为实现电厂长远发展目标做出贡献。

参考文献：

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[３]彭鹏．燃煤电厂脱硝热解炉出口堵塞原因分析及处理［Ｊ］．安徽电力，２０１６，（0１）：３１－３３．