CFB鍋爐SNCR脫硝技術(shù)常見問(wèn)題及對(duì)策

1、CFB鍋爐SNCR兌硝技術(shù)常見問(wèn)題及對(duì)策Company Document number : WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998CFB 鍋爐 SNCR 兌硝技術(shù)常見問(wèn)題及對(duì)策我國(guó)是世界上主要的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó) ,NOx 是煤炭燃燒產(chǎn)生的主要大氣污染物 之一,NOx對(duì)人體動(dòng)植物有損害作用，是形成酸雨酸霧的主要原因之一，與碳?xì)浠衔镄纬晒饣瘜W(xué)煙霧 ;同時(shí)亦參與臭氧層的破壞據(jù)國(guó)家統(tǒng)訃局?jǐn)?shù)據(jù) ,2021年全國(guó) NOx 排放 總量已經(jīng)到達(dá)2227萬(wàn)t火電廠鍋爐在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的 NOx占大氣 中總排放量的 35% "40%可見火電燃煤產(chǎn)生的 NOx 對(duì)大氣污染嚴(yán)重為應(yīng)對(duì)環(huán)

2、境 問(wèn)題,2021年 9月中 旬我國(guó)發(fā)布了新的?火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)?，嚴(yán)格控 制火電廠燃煤污染物排 放，其中在役 CFB機(jī)組NO x排放低于200m g/fn 3 6% 0,新建CFB機(jī)組執(zhí)行 100m g 血 36% 0 的標(biāo)準(zhǔn) LI 詢, 對(duì)火電燃煤機(jī)組煙氣 NOx 排 放控制技術(shù)主要有選 擇性催化復(fù)原法SCR法選擇性非催化復(fù)原法 SNCR法和SCR+SNCR聯(lián)合脫 硝法本文主要介紹 SXCR法SNCR脫硝法是一種不使用 催化劑，在8501150° C煙 氣中直接復(fù)原NO的匚藝SNCR法中將復(fù)原劑如氨氣 氨水尿素稀溶液等噴入爐膛溫 度為850"U50°C

3、的區(qū)域，復(fù)原劑迅速熱分解出 N H 3并與煙氣中的NOx反響生成N 2和 H 20在無(wú)催化劑作用下，氨或尿素等氨基 復(fù)原劑可選擇性地復(fù)原煙氣中 0該方 法是以爐膛或尾部煙道為反響器 , 應(yīng)用于 CFB 鍋爐時(shí)通常以別離器入口水平煙道為 反響器，并對(duì)反響條件有較高的要求？山于SNCR脫硝技術(shù)具有投資少改造工程量小運(yùn)行維護(hù)本錢低容易聯(lián)合其他脫 硝技術(shù)同時(shí)使用等特點(diǎn) , 因而在火電廠脫硝改造中 得到了一定程度的應(yīng)用 SNCR 脫硝技術(shù)應(yīng)用于煤粉爐時(shí)，受爐膛尺寸反響溫度條件 停留時(shí)間等因素影響，復(fù)原劑利用率低,SNCR的脫硝效率一般低于40%但是當(dāng)SNCR脫硝技術(shù)應(yīng)用于CFB鍋爐時(shí)，山于該鍋爐獨(dú)特的燃

4、燒方式和低NOx燃燒特性，可取得令人滿意的效果，滿足環(huán)保要求實(shí)際丄程應(yīng)用也說(shuō)明，當(dāng) SCR脫硝技術(shù) 應(yīng)用于 CFB 鍋爐時(shí)，其脫 硝效率可到達(dá) 75%以上筆者以國(guó)內(nèi)某 330M W CFB 鍋爐 SNCR 實(shí)際應(yīng)用匸程為 例，針對(duì)該系統(tǒng)常見的問(wèn)題進(jìn)行分析并提岀解決方案？1某 33OMWCFB 鍋爐脫硝系統(tǒng)介紹國(guó)內(nèi)某工程330MW CFB鍋爐SNCR脫硝系統(tǒng)復(fù)原劑采用 20%濃度氨水，該鍋 爐基 本特點(diǎn)和脫硝系統(tǒng)特點(diǎn)簡(jiǎn)述如下1 鍋爐特點(diǎn)及脫硝噴槍安裝位置該鍋爐系國(guó)內(nèi)首臺(tái)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的33OMW級(jí)CFB鍋爐,鍋爐為“ H型結(jié)構(gòu),4個(gè)別離器布置于鍋爐兩側(cè),每個(gè)別離器帶 一個(gè) 外置床；單汽包自

5、然循環(huán)，露天布置鍋爐設(shè)計(jì)燃用當(dāng)?shù)刎毭海?低位發(fā)熱量kg,該鍋爐于 2021年安裝了 SNCR脫硝系統(tǒng)，脫硝系統(tǒng)噴槍布置于 4個(gè)別離器入口水 平煙道的位 置，每個(gè)別離器布置 6支噴槍，共計(jì) 24支噴槍，鍋爐總圖及脫硝系統(tǒng)噴 槍安裝位置 如圖 1 所示2330MW CFB 鍋爐 SNCR 脫硝系統(tǒng)流程該脫硝系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)為 : 鍋爐原始 NO x 排放濃度以 250m g/fn 3 計(jì)算 , 氨氮比 &SR 按照設(shè)計(jì)，復(fù)原劑耗量 ?0% 濃度 氨水 耗量設(shè)計(jì)值為 900kg/h,iS 計(jì)脫硝效率 70%，脫硝反響區(qū)溫度 850'950 °C 脫 硝系統(tǒng) 工藝流程如圖 2

6、 所示，脫硝系統(tǒng)主要山卸車系統(tǒng)氨水儲(chǔ)存供給系統(tǒng)稀釋混 合訃量系 統(tǒng)及噴氨系統(tǒng) 4 個(gè)局部組成復(fù)原劑從廠外采購(gòu)進(jìn)場(chǎng)，然后通過(guò)卸氨泵卸載進(jìn)入氨水儲(chǔ)存罐，山輸送泵泵出，與稀釋水泵送出的除鹽水在線混合稀釋并訃量后，通過(guò)管道輸送至爐前 , 通過(guò)噴氨系統(tǒng)噴入別離器入口煙道煙氣中進(jìn)行脫硝復(fù)原反響傾槍設(shè)置霧化風(fēng)和冷卻風(fēng) ?2SNCR 脫硝系統(tǒng)存在問(wèn)題及對(duì)策分析系統(tǒng)試運(yùn)行主要試驗(yàn)數(shù)據(jù)比照見表1氨 水耗量偏大的問(wèn)題 1 脫硝系統(tǒng)投運(yùn)初期，在高負(fù)荷時(shí)發(fā)現(xiàn)氨水消耗量偏大經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，鍋爐原始NOx排放隨燃燒匚況波動(dòng)較大住要是氧量，高出原設(shè)計(jì)值約50 m g血3,最高時(shí)到達(dá) 350m g/fn 3 控制同樣的排放指標(biāo)，需

7、要消耗更多的氨水？ 基于此，對(duì) CFB 鍋爐進(jìn)行了燃燒優(yōu)化調(diào)整 , 在保證鍋爐正常運(yùn)行前提下，對(duì)鍋爐運(yùn) 行氧量一二 次風(fēng)配比上下二次風(fēng)分配進(jìn)行了調(diào)整，保證了 CFB 鍋爐爐膛密相區(qū) 的復(fù)原性氣 氛，使得氮與氧反響生成燃料型 NOx 的量得到有效控制，從而在源頭 降低了鍋爐 NOx 排放值鍋爐運(yùn)行氧量與脫硝效率的關(guān)系 650M W 負(fù)荷, 其他條 件相同如圖 3 所示，在 250M W 負(fù)荷時(shí)，保持脫硝系統(tǒng)運(yùn)行條件相同，鍋爐燃燒側(cè) 改變氧量運(yùn) 行; 隨著運(yùn)行氧量的降低 ,N0x 排放值逐漸降低，脫硝效率逐漸升高 ? 2 脫硝系統(tǒng)設(shè) 計(jì)稀釋后入爐氨水濃度約 5%，實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)鍋爐負(fù)荷大于 250M

8、W 時(shí)該濃度根本合 適 ; 但是當(dāng)負(fù)荷降低至 250M W 以內(nèi)時(shí)，如果仍然按照稀釋至 5% 濃度控制，復(fù)原劑 消耗量并未有明顯降低相反大幅降低氨水量，那么 NOx 指標(biāo)失 控？ 經(jīng)過(guò)調(diào)試比照發(fā)現(xiàn)，只降低氨水量不提高稀釋水量，造成總的入爐氨水溶液量降低 這不利于氨水溶液在煙道內(nèi)擴(kuò)散，復(fù)原劑與煙氣混合均勻性變差，影響脫硝效果； 而在總的氨水溶液量有保證前提下，適當(dāng)降低氨水耗量，提高稀釋水比例餚釋后濃度控制在 3% ，脫硝效果滿意 , 同時(shí)也降低了 20%濃度氨水耗量氨水濃度與脫 硝 效率的關(guān)系 200M W 如圖 4所示，在 200M W 左右低負(fù)荷時(shí)，入爐氨水濃度控 制在3%左右更有利于提高脫

9、硝效率現(xiàn)表 1,典型工況B1與F1的數(shù)據(jù)比照？ 脫硝 效率偏低的問(wèn)題系統(tǒng)投運(yùn)初期，發(fā)現(xiàn)脫硝效率偏低，系統(tǒng)效率在 40% "50% , 達(dá)不到 設(shè)計(jì)值 70%的要求 ; 同時(shí)遠(yuǎn)低于同類工程的脫硝效率，在低負(fù)荷時(shí)悄況尤 為突出經(jīng) 過(guò)現(xiàn)場(chǎng)研究發(fā)現(xiàn)，主要是噴槍布置位置存在問(wèn)題伺時(shí)也有噴槍霧化效 果差燃燒側(cè)運(yùn) 行參數(shù)不合理等因素原噴槍位置布置時(shí)考慮水平煙道較長(zhǎng)且存在積灰情況，噴槍在水平煙道兩側(cè)布置，且位置較高，呈對(duì)沖狀噴槍布置位置優(yōu)化示意如圖 5 所示？經(jīng)過(guò)優(yōu)化布置，采用同截面錯(cuò)列對(duì)沖布置，并在水平煙道的頂部布置一只噴槍，達(dá)到煙道截面復(fù)原劑的全覆蓋，從而保證噴入煙道復(fù)原劑和煙氣的充分均勻混合釆

10、用該布置方法后，脫硝效率明顯提高，到達(dá)70%以上，同時(shí)節(jié)約了復(fù)原劑耗量，具體比照數(shù)據(jù)見表1碘型工況B5與F5的比照？ 氨逃逸偏高問(wèn)題SNCR脫硝過(guò)程假設(shè)復(fù)原劑不能充分利用,會(huì)造成氨逃逸NH3是咼揮發(fā)性和有毒 物 質(zhì)，氨的逃逸會(huì)造成新的環(huán)境污染，國(guó)家環(huán)保相關(guān)法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)HJ563-201 0,GB 145541993要求逃逸氨濃度小于 8m g,4 3同時(shí)，氨逃逸后容易和煙氣中S03結(jié)合形成硫酸氫氨或硫酸氨，黏附在灰塵中，附著在煙道尾部的空預(yù)器上，造成空預(yù)器堵塞甚至腐蝕以,SNCR脫硝系統(tǒng)氨逃逸值愈低愈好試運(yùn)中發(fā)現(xiàn)氨逃逸量不穩(wěn)定，在riOm g.4 3波動(dòng)，其至存在超標(biāo)現(xiàn)象，同時(shí)伴有脫硝效率偏

11、低氨水消耗量大的問(wèn)題1噴槍霧化空氣壓力偏低，原噴槍設(shè)訃霧化空氣壓力，實(shí)際檢查發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)壓力最 低 時(shí)僅，是III于霧化空氣管道入口濾網(wǎng)堵塞所致霧化空氣壓力低流量小導(dǎo)致噴槍霧化效果差,復(fù)原劑不能與煙氣充分混合，一局部復(fù)原劑隨煙氣直接排放，進(jìn)而導(dǎo)致脫硝效率低氨水耗量大氨逃逸量增加2噴槍槍頭堵塞，系統(tǒng)運(yùn)行中對(duì)流量顯示偏低的局部噴槍進(jìn)行了檢查發(fā)現(xiàn)噴槍臟污堵塞現(xiàn)象,造成噴槍霧化效果差，并影響脫硝效果經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看分析，是山于系統(tǒng)管道殘留物和氨水?dāng)y帶的雜質(zhì)造成，后期加強(qiáng)系統(tǒng)管道排污氨水品質(zhì)控制,并定期 檢查噴槍霧化效果每周一次，問(wèn)題得到解決？通過(guò)釆取以上措施，系統(tǒng)脫硝效率明顯提高，氨逃逸量顯著降低并保持穩(wěn)定見表1工況F1F6,NH3逃逸值可以控制在 3m g/6 3以內(nèi)？3結(jié)語(yǔ)本工程應(yīng)用實(shí)例說(shuō)明,CFB鍋爐SNCR脫硝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及運(yùn)行中，噴槍布置位置 選擇 氨水稀釋濃度控制噴槍霧化效果都是重要因素，應(yīng)重點(diǎn)考慮同時(shí),CFB鍋爐 本身具有低氮燃燒的特性，可以在鍋爐燃燒過(guò)程中進(jìn)行優(yōu)化，從源頭控制XOx的 生成量，