低负荷脱硝运行的相关问题及改善措施

摘要：本文对华能荆门热电2×350MW超临界机组脱硝系统低负荷运行时存在脱硝入口烟温偏低、两侧烟温偏差大，脱销入口NOx偏高、喷氨量过大、局部氨逃逸率大等问题进行分析，通过优化运行方式，采取相关技术措施，逐步改善了低负荷脱销系统安全运行相关问题，保证脱销系统安全运行，机组排放合格。

关键词：低负荷脱硝、烟温低、喷氨量大、优化运行、空预器堵塞

1机组概况

华能荆门热电1、2号锅炉采用东方锅炉厂生产的350MW超临界直流锅炉，锅炉型号为DG1131/25.4-Ⅱ2，为超临界压力、一次中间再热、变压运行、单炉膛、平衡通风、采用低NOx旋流式、前后墙对冲布置燃烧器。20只HT-NR3型燃烧器分前三层（A、B、C）、后两层（D、E）布置在炉膛前、后墙上，制粉系统采用冷一次风机正压中速磨直吹系统，每台炉配五台制粉系统。锅炉前墙A层燃烧器中布置了等离子点火装置，其他各层燃烧器装有1支简单机械雾化点火油枪。每台机组配置一台100%B-MCR汽动给水泵和两台机组共用一台30%B-MCR容量的定速电动给水泵。机组旁路系统采用一级高压旁路系统装置，容量为35%BMCR。机组启动方式采用高压缸启动。锅炉的启动系统为不带再循环泵的大气扩容式启动系统。系统包含1个汽水分离器、1个储水罐、2个储水罐液位调节阀(361阀）及1个361阀前电动隔离阀。锅炉脱硝系统采用选择性催化还原法（SCR）方式进行脱硝处理，脱硝催化剂设计运行温度为295~430℃。脱硝设备布置包括二部分。脱硝设施本体布置在锅炉省煤器和空预器之间，空预器锅炉钢架上方的布置。烟道分两路从省煤器后接出，经过垂直上升后变为水平，接入SCR反应器，SCR反应器内装有催化剂。反应器为垂直布置，经过脱硝以后的烟气经垂直烟道接入空预器入口烟道。1、2炉分别于2017年5月、2016年12月分别完成超低排放改造，现阶段执行的环保污染物控制标准为：NOx≤50mg/Nm3、SO2浓度≤35mg/Nm3、粉尘浓度≤10mg/Nm3。锅炉尾部烟道采用双烟道结构，其中低温再热器布置于前部烟道，低温过热器、省煤器布置于后部烟道。再热汽温度采用烟气挡板辅以微量喷水作为调节手段。

2低负荷脱硝系统运行存在的问题及运行调整措施

2.1低负荷脱硝入口烟温过低、偏差大

随着机组负荷降低，锅炉出口烟温也随之降低，导致尾部烟道烟温都有不同程度的下降。而且低负荷时由于火焰充满程度较弱，导致两侧烟温也有所不同。烟温降低对脱硝系统运行不利，烟温过低，催化剂活性太低，导致脱硝系统运行效率下降，氨逃逸率上升。长时间运行会使空预器堵塞。若脱硝入口烟温低于低限值295℃（三取二），保护动作关闭脱销入口喷氨快关阀，若不及时调整则会导致净烟气NOx超排。

针对低负荷工况下，主要是烟温偏低及两侧烟温有偏差，降负荷过程脱硝有退出运行的可能性，因此在运行方式采取相关优化措施：

1）针对低负荷工况运行方式，结合炉膛结渣情况，对炉膛吹灰系统进行了相关优化，每天按照单双号来进行炉膛吹灰。尾部烟道间隔一天来吹灰，空预器冷端采取2H吹灰一次。采取此种方式后低负荷运行下脱硝入口烟温基本都能达到要求。同时也减少汽水损耗。

2）低负荷运行时加强监视，适当降低机组负荷率，避免煤量过减后导致烟温下降，必要时解除协调方式手动调整。

3）低负荷运行下采用不同磨煤机组合，采用前墙ABD磨组合较后墙ADE磨组合对提升烟温更有利。

4）针对脱硝入口两侧烟温偏差，通过尾部烟气挡板进行小幅度偏差调节，对烟温调平有明显效果。

5）低负荷运行，尾部烟道烟温特点是前烟道布置为低再，汽温烟温均较高；后烟道中布置低过和省煤器，由于低负荷时给水温度降低，导致换热温差增大。从而导致后烟道烟温降低较多，最终的结果是混合后的烟温偏低，影响到了脱硝入口的烟温。所以低负荷运行，为保证脱硝安全运行，尽量关小过热侧的烟气挡板。调节烟气挡板时幅度也要缓慢，避免大幅度波动后导致烟温下降。

6）在保证燃烧稳定的前提下，可适当提高磨煤机的一次风速，风粉出口温度降低5℃左右。通过以上优化措施，基本能够满足低负荷脱硝系统运行的安全。

2.2低负荷运行，脱硝入口NOx偏大

低负荷运行下往往氧量偏大，导致脱硝入口的NOX折算值过高。结果导致喷氨量增大，存在局部氨逃逸过大现象。运行中采取以下措施：

1）控制总风量，严格按照氧量曲线来调整。避免氧量偏离目标值较多。

2）减少漏风，主要是炉膛漏风，检查尾部烟道人孔门全部关严。合理控制炉底干排渣冷却风门，规定炉底温度低于100℃全关炉底冷却风门。

3）定期对脱硝入口氧量显示进行校验。

4）由于脱硝喷氨量过度开大后，导致液氨消耗大不经济且氨逃逸率增大。为规范运行人员操作，在经济指标竞赛中调整喷氨量权重，用氨量越大得分越低，加强值班员对液氨调整的重视，勤调整，减少液氨消耗量。低负荷控制好锅炉氧量对NOx生成影响很大，所以低负荷阶段尽量降低锅炉总风量及氧量，对锅炉NOx控制及低负荷锅炉稳燃均有利。

2.3氨逃逸率过大，导致空预器堵塞

长期低负荷运行，存在空预器堵塞的情况。特别是在2017年9月-10月份机组长期在低负荷运行，环境温度较往年偏低，且入炉掺烧煤硫份较大，导致空预器差压逐渐增大。空预器烟气差压最大涨至2.1KPA左右。

根据相关数据统计，长期在低负荷运行，受环境温度影响，空预器冷端综合温度偏低，导致燃用高硫煤后，空预器差压呈逐渐上升趋势，引风机电流上涨，导致电耗上升。停机后检查确定是空预器冷端的结垢较多，为硫酸氢铵垢样。短时间也难清理。因此在运行需要加强监视，调整配煤掺烧策略，尽量减少入炉煤硫份，同时提升负荷率，尽量在高负荷运行。严格控制喷氨量，根据环境温度变化及时投入热风再循环，提升空预器入口冷端风温，加大吹灰频率，提高蒸汽吹灰温度等策略，减缓空预器上升速率。

3总结

针对机组低负荷工况下脱硝运行存在相关问题，经过优化吹灰方式，磨煤机组合方式，氧量控制，提高吹灰频率，规范运行人员操作减少喷氨量等措施。保证了脱硝系统在低负荷工况下能够安全稳定经济运行。

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