岱海电厂三号机组脱硝出口NOx超标与氨逃逸大矛盾的处理

岱海电厂三号机组脱硝出口NOx超标与氨逃逸大矛盾的处理

邵兴恩周虹任刘青松

邵兴恩周虹任刘青松

内蒙古岱海发电有限责任公司内蒙古凉城013700

[摘要]岱海电厂三号机组脱硝改造后脱硝出口NOx超标与氨逃逸大矛盾极其突出，脱硝系统面临被迫退出风险，我们通过喷氨均匀度调整，喷氨调门特性优化，燃烧调整等手段，成功化解了矛盾。

[关键词]脱硝氮氧化物逃逸率

前言

内蒙古岱海发电有限责任公司三号机组锅炉燃烧器为改造型低NOx燃烧器，脱硝装置采用选择性催化还原法（SCR）脱硝装置，在燃用设计煤种BMCR工况下，脱硝装置的脱硝效率不低于75%。

氨气经供氨管道在SCR反应区与稀释风机出口的空气混合，空气/氨气混合物经母管送入各分支管（A/B侧各6支管），在各分支管设手动调节阀，分支管的混合气体喷入位于烟道内的涡流混合器处与烟气充分混合。

1发生问题的原因

脱硝装置投运以来，氨逃逸率波动式偏高，而脱硝出口氮氧化物跳跃式超标，两者的矛盾随着脱硝装置运行时间的增长日益激化。虽有氨逃逸仪表问题，但喷氨调门动作迟缓，喷氨调门线性不好，喷氨调门通流量不足，炉膛风量相对煤量变化迟缓，脱硝装置出口NOx浓度均匀性差等问题亟待解决。

2脱硝A、B侧出口NOX均匀度调整

不同负荷工况下，烟道流场会有变化，出口NOx均匀度会有相应变化。为保证调整后的均匀度能适应更宽负荷段，以#3机组常带负荷450MW～550MW段作为优化调整工况范围。

我们将性能试验测孔布置在SCR出口靠电除尘侧，SCR性能试验测孔排序定义为：A侧SCR从锅炉中心线至烟道外边缘，依次为A1、A2、A3、A4、、…A11、A12；B侧SCR从锅炉中心线至烟道外边缘，依次为B1、B2、B3、B4、、…B11、B12；喷氨支管手动调整阀排序定义为：A侧SCR从锅炉中心线至烟道外边缘，依次为V1、V2、V3、V4、V5、V6；B侧SCR从锅炉中心线至烟道外边缘，依次为V1、V2、V3、V4、V5、V6（NH3逃逸表计安装点对应A5上侧、B5上侧）。

试验前将A侧喷氨调门切手动，固定喷氨量90kg/h。测量数据如下：

从测量结果可以看出，B侧SCR均匀性比较好一点，只有B1高点、B12低点，并且两点分布在SCR烟道的两侧，微调即可。将B1对应的V1手动喷氨门开大，靠近烟道外边缘侧B12侧的V6喷氨门关小。但多次调整后发现，B4测孔数据不稳定，有时跟其他测孔数据一致，有时偏低，需要引起特别关注。

通过对各喷氨门开度的调整，空气/氨气混合物与烟气的混合均匀效果明显改善，在工况（负荷、燃烧和喷氨量等因素）稳定、手动喷氨的情况下，A、B侧NH3逃逸数值波动有所减小。

3喷氨调门特性曲线优化调整

机组正常运行中，负荷变化较大,炉内燃烧工况变化剧烈，煤量一次短时波动达100t/h以上，SCR入口NOX难免大幅波动。而三号机组喷氨管路较细达不到设计容量，为此我们适当提升氨气母管压力，由0.195MPa提升至0.22MPa，喷氨量由最大的126kg/h提升到150kg/h，解决了喷氨流量不足的问题。但喷氨调门线性不好，喷氨量实际值与调整目标值很难短时间调平，这也是导致脱硝出口氮氧化物与氨逃逸波动大的一个重要原因。

阀门开度在75-85%时流量变化较大，而此段开度正是机组各负荷段阀门常处的开度。热工人员将调门75%以前，85%以后调整速率加大，75-85%之间按流量段细化调整，使调整后单位时间流量的变化较平缓。消除了负荷变化时，喷氨流量长时间振荡现象的发生。

另外，为防止测量系统堵塞，NOx分析仪设置了定时反吹，从反吹开始到重新采集到真值需要6min的时间，期间NOx数值保持，当机组负荷或脱硝入口NOx浓度发生变化时，很容易造成氨逃逸值增加，出口NOx浓度超标。我们对NOx分析仪反吹逻辑进行了优化，反吹过程中将机组负荷和脱硝入口NOx浓度作为喷氨调门前馈值，喷氨调门在反吹时干预调节，确保喷氨流量在合理范围。

随着喷氨系统投运时间的增长，喷氨调门、管路逐渐发生结晶堵塞现象，喷氨流量逐渐衰减，喷氨调门流量特性也在发生变化，这一点应引起我们的重视，必要时清理。

4炉膛总风量逻辑的优化

炉膛总风量设定值原为主蒸汽流量对应函数值与总煤量对应函数值取大，风量变化平稳。但当负荷快速下降时，煤量过调严重，而蒸发量变化相对迟缓，总风量设定值取至主蒸汽流量对应的函数值，造成短时炉膛风量过大，脱硝入口NOx增加较多，导致脱硝出口NOx超标，而喷氨量的过调使氨逃逸率有所上升。为此将炉膛总风量逻辑修改为主蒸汽流量对应函数值*0.85与总煤量对应函数值取大，当煤量快速下降时风量能及时下降保证脱硝入口NOx增加值有所降低。而低氮燃烧器加风降汽温，减风涨汽温的特性也有利于降负荷时蒸汽温度的稳定。而0.85的系数确保了炉膛稳定燃烧的必要风量。

同时对二次风挡板开度逻辑进行了修改，由单纯的调整二次风与炉膛差压改为AB、CD、EF层二次风挡板是相邻煤层煤量之和所对应的函数，BC、DE、EF、AA层二次风挡板是主汽流量所对应的函数，当负荷上升或下降时，二次风门超前开大或关小6%持续15秒。这些调整措施都有利于主燃烧区风量稳定在合理值，尽可能消除负荷变化时风量过调对炉膛生成NOx的影响，同时有利于蒸汽温度的调整。

5总结

通过燃烧调整，降低了炉膛NOx的生成，减小了脱硝入口NOx的波动；通过喷氨调门特性的优化，使喷氨量能够快速稳定在目标值，减小了过调现象；通过对氨喷射系统各分支管开度进行调整，氨逃逸数值控制在报警值以下。多项措施相互促进，使三号机组脱销系统各项指标达到设计要求，脱销系统自动投入良好，脱硝系统连续安全稳定运行。

参考文献

[1]《岱海发电二期SCR脱硝改造工程技术协议》

[2]孙克勤、钟秦.火电厂烟气脱硝技术及工程应用.化学工业出版社,第1版