垃圾發電搬磚工 今天 1脫硝工藝概述 某電廠2×300MW機組采用上海汽輪機廠生產的N300-16.7/538/538型300MW中間再熱空冷凝汽式汽輪機，本裝置是雙缸、雙排汽、空冷、中間再熱、凝汽式汽輪機。2007年12月正式投入商業運行，2014年8月15日，#1、2機組完成循環流化床鍋爐脫硝改造168小時試運投入運行。 某電廠為2×300MW循環流化床鍋爐機組，脫硝系統采用SNCR技術，其原理是采用尿素溶液在鍋爐旋風分離器內，吸收高溫煙氣的熱量熱解為氨（NH3），并于煙氣中的氮氧化物（NOX）進行還原反應生成氮氣（N2）和水（H2O）過程，我先介紹以下電廠脫硝系統主要運行參數： 1）脫硝效率在50%以上時，出口NOx在排放100mg/m3以下。 2）尿素儲存箱尿素設計濃度50%。 3）混合器出口尿素濃度在4~8%。 4）稀釋水泵流量在2.5~6t/h。 2 SNCR脫硝技術簡介 1）尿素脫硝工藝(SNCR)被廣泛推廣的環保技術之一。 主要應用于各大、中型火力發電廠，并成為國內新建火電廠煙氣脫硝推廣工藝技術。 2）SNCR與SCR脫硝技術比較。 優點：投資少、無毒、無污染，還原劑不會產生爆炸，選址無特殊要求和防護等。 缺點：運行成本高，尿素消耗量大，脫硝效率相對較低，成本受季節影響較大等。 3 脫硝NOx產生原因分析 1） 燃料型。燃料組成成分及揮發份、熱值、SO2含量的不同，對NOx產生影響較為明顯，這里不做詳細論述。 2） 氧化型。在爐溫變化不大情況下，鍋爐過剩空氣系數越大。NOx產生量越多，是NOx產生主要原因之一。 3） 熱力型。鍋爐溫度越高，爐內溫度分布不均勻。NOx產生量越大，是NOx產生最主要原因。 4） 催化劑型。蒙西電廠采用爐內干法---爐外濕法聯合脫硫，爐內干法脫硫劑---石灰石是NOx催化劑，控制爐內干法--石灰石用量，可以減少NOx生成量。 4 蒙西電廠脫硝系統存在問題分析 4.1脫硝自動設計不合理。 1）尿素輸送泵、稀釋水泵出口，混合器入口無壓力測點。 2）尿素輸送泵是變頻電機，稀釋水泵電機是工頻電機， 3）尿素輸送泵電機變頻自動，跟蹤稀釋水泵出口門前壓力。 4）脫硝尿素輸送泵混合器調門跟蹤凈煙氣NOx，稀釋水泵混合器調門跟蹤尿素輸送泵流量，比例為1:4，當尿素輸送泵混合器調門開大過程中，稀釋水泵出口門前壓力降低較明顯，尿素輸送泵電機頻率降低，反之升高。 4.2 爐內干法-石灰石脫硫Ca/S偏大，石灰石利用率偏低。爐內干法-石灰石脫硫自動不能投入，調整不及時，過剩石灰石造成NOx大量產生。 4.3爐內干法-石灰石系統運行穩定不好，石灰石-旋轉給料閥不能實現自動調節。是造成NOx跟隨爐溫、石灰石加入量大幅波動。如：不下料、下料不均勻，石灰石旋轉給料閥調節特性差等原因。 4.4爐內干法-石灰石脫硫反應是吸熱反應過程。 1）石灰石從環境溫度加熱到與SO2反應溫度。 2）爐內脫硫是熱力型反應，需要吸收爐內熱量。 4.5蒙西電廠脫硫、脫硝系統不是按照超凈排放參數設計的。為了滿足超凈排放要求，啟用爐內-干法脫硫，增加脫硝系統不穩定性和壓力。 4.6脫硝尿素濃度配比不合理。機組長時間低負荷運行時，尿素濃度配比不合理，凈煙氣NOx長時間保持較低值運行，造成尿素溶液浪費。 4.7機組負荷變化率大。鍋爐調整存在一定滯后性，爐溫控制、過剩空氣控制、爐內石灰石調節不及時，達不到與機組負荷變化同步，造成NOx大量產生，是造成尿素消耗量快速增加原因之一。 5 脫硝系統的運行優化 5.1尿素自動的運行優化； 根據運行試驗和摸索，在保證凈煙氣NOx濃度符合超凈排放環保要求的前提下，為了降低脫硝系統的運行成本減少尿素消耗量。對我廠脫硝系統進行運行優化,運行優化具體內容如下： 1）尿素輸送泵電機變頻自動跟蹤目標值，由跟蹤尿素稀釋水泵出口門前壓力，改為跟蹤尿素輸送泵出口門前壓力。 2）當尿素輸送泵流量小于0.6t/h，保持尿素輸送泵門前壓力不低于0.6 MPa，當尿素輸送泵流量大于0.6t/h，尿素輸送泵門前壓力不低于0.8MPa。 3）當尿素輸送泵出口流量大于1.0t/h時，尿素輸送泵出口門前壓力低于0.6 MPa時，尿素泵電機變頻直接升至50Hz，提高尿素輸送泵響應速率。 4）脫硝畫面截圖 5.2脫硝尿素濃度運行優化； 機組低負荷運行、燃燒比較穩定時，尿素濃度在50%時（設計濃度），尿素輸送泵電機頻率最低30%時，混合器出口調門最低10%時，尿素輸送泵流量0.23t/h左右，吸收塔凈煙氣NOx值控制偏低，通過運行優化，保證超凈排放前提下，尿素溶液濃度保持在38%，在低負荷能夠降低尿素用量效果明顯，高負荷運行時，通過增加尿素輸送泵流量，能夠控制吸收塔凈煙氣NOx值在30mg/m3范圍以內，滿足超凈排放要求。 5.3干法-濕法聯合脫硫運行優化； 某電廠脫硫工藝采用爐內干法-爐外濕法聯合協調脫硫運行方式。 優點：能夠適應煤質硫份變化，在70%負荷率以下，能夠提高摻燒高硫煤比例。 缺點：爐內干法脫硫劑-石灰石是NOx催化劑 。在條件允許情況下，以濕法脫硫為主，濕法脫硫不能滿足超凈排放要求時，在投入爐內-干法脫硫，采取措施有： 1）嚴格控制吸收塔入口SO2含量。吸收塔入口SO2含量控制在1600～2400mg/m3。 2）低負荷運行時吸收塔入口SO2含量保持上限運行，高負荷運行時吸收塔入口SO2含量保持下限運行，既能滿足脫硫超凈排放，減少石灰石對NOx催化生成作用，降低尿素消耗量。 5.4爐內—爐外聯合脫硫，凈煙氣SO2、原煙氣SO2、NOx變化。 5.5 爐內—爐外聯合脫硫，凈煙氣SO2、原煙氣SO2、NOx波幅變 5.6機組負荷快速變化時脫硝自動優化； 機組負荷快速增加或降低時，由于爐溫控制、爐內干法脫硫石灰石控制存在慣性和滯后。 1）當尿素輸送泵流量大于1.4t/h（尿素輸送泵最大流量1.6t/h），凈煙氣NOX含量大于30mg/m3時，發聲光報警，手動工頻啟動備用尿素輸送泵。 2) 凈煙氣NOX含量低于25mg/m3時，尿素輸送泵流量小于1.2t/h，手動停止備用尿素輸送泵，保證凈煙氣NOX不超標情況下，降低尿素用量。 3) 運行中嚴禁解列脫硝自動，出現參數異常，可臨時解列自動，參數正常后，立即恢復自動運行方式。 6 優化經濟指標對比 6.1 超凈排放月度經濟指標； 注：4月份沒有實行超凈排放，億Kwh尿素用量50噸，5月份開始進行超凈排放試驗。 6.2脫硝超凈排放月度經濟指標變化曲線； 7 不同負荷下參數匯總 7.1 2016年超凈排放運行參數表 注：單臺尿素輸送泵最大出力1.6t/h，流量計最大顯示1.9t/h，負荷大幅波動時，兩臺尿素輸送泵運行，流量按照=1.6×2×0.8計算得出，僅供參考。 7.2不同運行工況下，尿素用量與混合器濃度曲線 8 脫硝自動曲線 8.1 #1機組脫硝自動優化后，尿素流量與調門曲線截圖 2016.7.30 12:04～2016.7.30 19:05 7小時曲線 8.2 #1機組脫硝自動優化后，尿素流量與調門曲線截圖 2016.7.30 6:53～2016.7.31 1:02 16小時曲線 8.3 #2機組脫硝自動優化后，尿素流量與調門曲線截圖 2016.11.12 1:30～2016.11.12 8:04 7小時 8.4 #2機組脫硝自動優化后，尿素流量與調門曲線截圖 2016.11.6 3:52～2016.11.7 19:53 32小時曲線 9 脫硝自動優化運行總結 9.1 尿素輸送泵混合器調門與流量變化特性 1）低負荷運行時，尿素輸送泵流量0.23t/h。 2）單臺尿素輸送泵運行時，尿素輸送泵混合器調門與流量大幅波動，短時間內流量和調門變化范圍較大，流量變化范圍主要集中范圍在0.3～1.2t/h，調門變化范圍主要集中范圍在25 ～90%之間。 3）兩臺尿素輸送泵運行時，表現為流量、調門開度在表計最大量程處直線運行。 9.2 脫硝自動實現以下目標： 1）自動實時性。 2）自動穩定性。 3）降低尿素消耗量。 10 脫硝經濟指標分析 1） 某電廠在超凈排放以前，脫硝億Kwh電量尿素消耗量30～50噸，脫硝系統一直保持手動運行方式，流量控制在最低，尿素儲存箱濃度在10%左右，混合器出口尿素濃度在2～4%之間，能夠滿足機組NOx排放要求。 2） 2016年5月，某電廠開始進行超凈排放試驗，當月尿素消耗量就達到104噸。 3） 2016年6月份，某電廠全月按照超凈排放標準控制參數，當月尿素消耗量達到160噸。給廠里經營帶來很大壓力。 4） 2016年10月份，脫硝系統尿素消耗量與優化前的6月份相比，億Kwh電量尿素消耗量減少65噸。 5） 2016年，某電廠預計發電量26億Kwh，按照每噸尿素1500元計算，按照10月份尿素消耗量計算，一年降低脫硝尿素成本253.5萬元。 11 脫硝設備異常及處理經驗 11.1尿素輸送泵出力不足？ 1）聯系檢修清理尿素輸送泵入口濾網。 2）檢查備用泵出口逆止門。 11.2地坑泵（殘液泵）不上水如何處理？ 關閉放水總門，開啟稀釋水箱放水門，稍開總放水門，放水管道流出熱水，關閉總放水門，開啟地坑泵注水門，注水一分鐘，關閉注水門，稀釋水箱放水門。 11.3尿素儲存箱響聲異常原因？ 1）尿素儲存箱溫度低，投入蒸氣加熱。 2）攪拌器機械故障，聯系檢修。 11.4氨逃逸在線信號報警，如何處理？ 1）檢查噴槍流量是否均勻。 2）壓縮空氣壓力是否正常。 3）混合器出口尿素濃度是否超過設計濃度。 4）提高稀釋水量或降低尿素流量。 5）聯系檢修檢查噴槍是否磨損。 11.5噴槍流量如何調整？ 1）在尿素輸送泵流量與稀釋水泵流量大于5t/h情況下，關小最大兩組噴槍流量計后出口門，控制最大、最小兩組噴槍流量偏差小于0.2t/h。 2）支管壓力偏差＜平均值1/3，偏差＞平均值1/3，聯系檢修檢查噴槍。（壓力高：噴槍堵。壓力低：噴槍磨損） 11.6噴槍壓縮空氣作用：霧化尿素溶液。 11.7噴槍流化風作用：保護、冷卻噴槍，降低噴槍尿素套管溫度，防止尿素在噴槍套管中結晶，避免高溫煙氣直接沖刷搶頭。 11.8為什么制備尿素過程中，對水溫有什么要求？ 1）尿素在溶解過程中吸收熱量，溶解水溫低，不利于尿素溶解。 2）濃度為50%尿素溶液結晶溫度18℃，為了防止尿素不能充分溶解，溶解水溫度設計為80℃。 11.9脫硝系統出現哪些情況，聯系鍋爐或值長？ 1) 吸收塔原煙氣SO2濃度大于2400mg/m3或小于＜1600mg/m3。 2）負荷低于200MW時，尿素輸送泵流量大于1.0t/h。 3) 負荷大于200MW時，尿素輸送泵流量大于1.4t/h。 4) 負荷大幅變動時，兩臺尿素泵運行，NOx大于30mg/m3。