艾尚宇
华能(大连)热电有限责任公司 辽宁省大连市 116000
目前火力发电厂作为我国负荷调峰的重要一环,面临严峻的生产考验,节能增产、提质增效尤为重要,升降负荷速率的严格要求,脱硝系统作为生产必不可少的一环,合理的、精准的喷氨量不仅可以减少氮氧化物的排放,实现精细化操作,满足国家的环境排放标准,也可以提高我厂的氨的利用率,减少不必要的浪费,在节能增产的问题上做到面面俱到。
一、升降负荷速率对脱硝系统的影响及调整
对于火力发电机组升降负荷速率的调整至关重要,火力发电不像清洁能源发电受自然因素影响,因此火力发电起到从中调解的作用,所以通常其负荷波动较大。负荷爬升和下降速率较快时,锅炉的煤量与氧量存在过度调整的问题,炉膛的煤量和氧量发生不匹配的变化,对脱硝系统造成较大的负担。在脱硝系统投入自动状态下,喷氨存在滞后性,氨气与烟气的反应需要2分钟左右,所以无法及时降低出口氮氧化物的含量;
调整方法:AGC投入条件下,因为升降速率的严格要求,在快速升降负荷过程中,煤量存在过调问题,煤量大幅度增加或者减少,炉膛的氧量快速降低或增加。
①当机组处于快速升负荷的过程中,脱硝系统入口NOX存在严重的滞后性,可以适当降低磨煤机的一次风量,保证磨煤机稳定运行的条件下减少煤粉大量的进入炉膛,造成煤量过调,氧量大幅度下降的现象,因为在处于升负荷的过程中,氧量正常下降同时可以手动关小喷氨调门的开度,在负荷和炉膛燃烧逐渐趋于稳定的过程中,注意监视炉膛氧量的变化,调整喷氨调门的开度。
②当机组处于快速降负荷的过程中,排除入口NOX含量值吹扫现象,入口NOX含量值会因为煤量过调大幅度减少、炉膛氧量大幅度的增加而快速上升,因此可以适当降低送风机的出口压力以及引风机的入口压力,同时降低磨煤机过余的一次风量,降低炉膛氧量的同时,手动开大喷氨调门开度,当炉膛氧量、燃烧趋于稳定,氧量回落时配合减小喷氨调门开度。
另一种情况在脱硝系统投入自动条件下,入口NOX含量值进行吹扫而实际入口NOX含量仍在增加,喷氨调门因入口NOX含量值吹扫固定不变而喷氨调门开度无法调节,当吹扫结束后调门突然开大,造成严重的过调,大量的氨气进入烟道,虽然可以快速的降低出口NOX含量,但由于喷氨量较大,造成氨逃逸值上升。
调整方法:日常调整过程中,入口NOX含量吹扫和出口NOX含量的吹扫较为频繁。
当入口NOX含量值进行吹扫时且负荷稳定,配合当前负荷所对应的煤量与氧量进行调整。
当出口NOX含量值进行吹扫时,调门开度控制为(入口NOX含量取整数/10)+6的开度保证出口NOX含量趋于稳定。
二、脱硝烟气温度对脱硝系统的影响
①深度调峰时锅炉负荷较低,炉膛内煤量较低,烟气流动性较差,烟气温度下降,脱硝入口烟温下降,氨气与烟气的反应的效率降低,造成大量的氨气损耗。
②在负荷不变的前提下对于脱硝入口烟气温度的影响,在温度为124摄氏度时,喷氨流量为156,而当温度为134摄氏度时,喷氨流量为142。
说明脱硝烟气温度对氨气的反应有一定的影响,当负荷不变时,烟气温度适当提高可以改善SCR脱硝的反应效率。
调整方法:负荷稳定或深调时,可以适当提高脱硝入口烟气温度,提高氨气的反应效率。
①开大再热器侧烟气挡板开度,减少流经省煤器的烟气流量
②适当降低给水流量,减少烟气的换热
③投入暖风器
④抬高燃烧器的摆角,使火焰中心上移
⑤将送风机的挡板关小
⑥改变磨煤机的运行方式(通常均为邻层磨煤机运行,例如B、C磨煤机运行改为C、D磨煤机运行)
⑦保证燃烧稳定的前提下,可以适当提高磨煤机的一次风速
三、深度调峰对脱硝系统的影响
深度调峰期间由于磨煤机的煤量较低,磨煤机的入口一次风量会出现盈余的现象,而且磨煤机的煤量调整过程中,炉膛的氧量会很容易受到磨煤机煤量的减少造成氧量上升,造成氮氧化物的快速生成。
调整方法:当磨煤机煤量较低时,可以适当降低磨煤机的一次风量提高分离器频率降低磨煤机震动的同时降低吹入炉膛的一次风量,保证炉膛稳燃的前提下减小送风机出口压力,喷氨调门根据入口NOX的含量及时调整。
四、负荷较高对脱硝系统的影响
负荷较高时炉膛内氧量盈余较少,脱硝喷氨调门开度通常较低且长时间保持较小开度,氨气入口温度会由于节流的原因造成持续下降,容易发生氨气入口管道发生结晶的现象。
调整方法:氨气入口管道结晶可以通过适当改变氨气调门开度,改变氨气的通流量进行提高入口温度,幅度不应过大,保证氨气管道流量均匀改变且入口温度大于120℃。
五、SCR暖风器疏水对脱硝系统的影响
当SCR暖风器发生疏水不畅或者疏水器堵塞时,SCR暖风器内会大量积水,造成氨气管道结晶。
调整方法:加强对SCR暖风器疏水管道的巡检,对疏水管道进行测温,当出现疏水不畅时应及时开启疏水旁路维持SCR暖风器的温度,保证脱硝系统的运行。
六、喷氨格栅喷氨不均
喷氨格栅采用双侧喷氨如果发生一侧或两侧喷氨格栅结晶,结晶侧无法与氮氧化物发生有效的反应,造成大量的氨气损耗。
调整方法:如果经过测温后发现一侧温度较低且喷氨过程中调门开度对比另一侧开度较大,应及时对喷氨格栅进行蒸汽吹扫,结晶严重应联系检修及时清理。
七、省煤器烟气旁路开关阀开度过小
部分火力发电电厂布置有省煤器烟气旁路管道,利用省煤器前的高温烟气带来的热量与省煤器出口的低温烟气进行换热,从而提高排烟温度,当烟气旁路开关阀的开度较小时,换热能力下降。
调整方法:密切监视排烟温度,如果具备烟气旁路调整烟温的条件,当深度调峰时可以开大旁路,提高烟气温度,增大氨气的反应效果。
八、尿素溶液制备及投运影响氨气的质量
①尿素溶液(通常浓度在50%)制备要严格按照尿素颗粒与除盐水的比例进行配制,减少对尿素不必要的损耗。
②在配制尿素溶液过程中要严格控制尿素溶解罐温度在50-60℃,避免辅汽的额外的消耗同时防止温度过低造成尿素溶液不完全溶解,温度过高造成尿素溶液中的氨提前挥发。
③尿素溶液输送完毕对管道进行冲洗,要防止过多的冲洗水(除盐水)进入到尿素溶液储罐进而降低储罐中的尿素溶液浓度。
④投运前要进行充足的暖管,防止氨气在传输过程中造成结晶的现象,不但造成氨气的损耗,还影响喷氨的效率。
九、脱硝系统建议
①加强对喷氨格栅的测温及巡检发现喷氨不均,及时对其进行检修处理
②改善喷氨调门控制逻辑,避免喷氨调门过调,造成氨气量的损耗
③盘前人员及时对脱硝系统的调整
④采CEMS测量采取外挂式测量,更准确的、及时的显示NOX的含量值
⑤在解除AGC运行时,满足调整升降负荷速率的前提下,使炉膛氧量变化稳定
⑥尿素溶液配制严格按照规定进行配制
⑦SCR暖风器要定期检查疏水是否通畅