京玉电厂2号机组满负荷运行时尿素耗量分析

京玉电厂 2 号机组满负荷运行时尿素耗量分析

王林 1 赵朝利 2

山西京玉发电有限责任公司 山西 朔州 037200

循环流化床锅炉时燃料范围适应性较大的低污染物清洁燃烧技术，具有燃烧温度低、烟气中污染物排放浓度低的优点。

京玉电厂采用SCR和SNCR串联的方式来进行脱硝，超低排放改造过程中，在原SNCR基础上,新增高效喷枪15支,总计30支喷枪以增大SNCR对于烟气中NOX的反应减少NOX的排放值。然后在尾部烟道烟气挡板下层布置SCR反应装置，利用SNCR反应残留的氨逃逸进一步在催化剂的催化作用下与NOX反应降低NOX的排放值。

对于CFB锅炉来说，控制一个合适的床温变化范围，是解决低氮燃烧的关键因素之一。理论上，860～875℃的床温控制范围绝对是大家都能接受的CFB最佳低氮脱硝温度，而现实当中，由于存在颗粒粗大时床温偏高，而物料细微时床温偏低这样的规律，使得很多CFB炉子不能保证理想的床温。此外，布风板、风帽和一次风室的设计瑕疵，也会造成布风不均匀或者床温控制的难度。床温太高时，容易产生超量的NOx排放和料层高温结焦；而床温过低时，又会造成N2O的大量生成，出现二恶英污染问题和燃尽率显著降低的问题。随着床温的升高原始的生产量逐渐增大，下表为我厂不同负荷下的NOX的原始值.。

上表还计算了不同负荷下达到环保标准时，脱硝反应的效率值，即要求我厂的脱硝效率应达到至少64%，随着过量空气系数的升高，局部区域生成的氮氧化物量会增加，所以要求更大的脱硝效率来实现超低排放。下表为我厂不同负荷下的尿素耗量统计表。

在锅炉燃烧过程中，氮氧化物的生成可分为温度型氮氧化物和燃料型氮氧化物。温度型氮氧化物是指燃烧过程中空气含有的氮气、在高温下（1500℃）产生的氮氧化物，它随温度的升高而急剧生成。另外氧气的浓度越高，氮氧化物的生成量就越大，综上所述，影响温度型氮氧化物的生成量，主要因素是温度、氧气浓度和停留时间。CFB锅炉的燃烧在850-950℃，基本上没有温度型氮氧化物的产生。

燃料型氮氧化物是指燃料中的N，在燃烧过程中氧化而生成的氮氧化物，而燃料型氮氧化物的生成量只占煤中N的产物的60%，其余大部分为N2和NH3，且燃料型氮氧化物的生成温度范围为600-800℃，由于燃料中碳粒子的存在和NH3的生成，它们又是氮氧化物的良好的还原剂，特别是在850-950℃范围内。

停留时间：指反应物在反应器内停留的总时间；在此时间内，NH3、尿素等还原剂与烟气的混合、水的蒸发、还原剂的分解和NOx的还原等步骤必须完成；停留时间的大小取决于锅炉的气路的尺寸和烟气流经锅炉气路的气速；SNCR系统中，停留时间一般为0.001s～10s。停留时间与一次风及总风量有关，我们进行运行中的数据统计。

分段燃烧会降低锅炉局部区域内的氧浓度，可以抑制燃料型氮氧化物的生成。循环流化床锅炉下部形成还原性气氛，将生产的氮氧化物还原为N2，在二次风喷口以下，由于氧气浓度低，燃料氧的氧化还原反应速率很慢，由于还原性气体的存在，及时此区域有生成NO，也会发生还原性热分解，重新生成N2。下图为氧量与尿素耗量的关系图

通过以上运行数据的分析，不难看出运行床温对尿素耗量有着较大的影响，基本呈现正相关的关系，而总风量和运行氧量对于尿素耗量也有一定程度的影响，因此我们在负荷较高时，可以适当控制床温和过量空气系数来尽可能的降低尿素耗量。