锅炉脱硝技术，锅炉脱硝设备及系统
chanong
|摘要：xx发电公司2600MW机组锅炉进行了脱硝系统改造，包括低氮燃烧器改造和SCR烟气脱硝装置安装。首先采用低氮燃烧器将炉膛出口NOX排放浓度由700mg/m3降低至400mg/m3以下，然后采用SCR装置将烟囱出口NOX排放浓度控制在100mg/m3以下。 做过。 m3、空气预热器和引风机也进行了相应改造。脱硝改造后，NOX排放浓度降至80毫克/立方米以下，全年减少NOX排放量6132吨，效果显着。
一、锅炉设备及改造背景
天津大唐盘山国际电力有限公司2600MW机组锅炉为哈尔滨锅炉股份有限公司制造的HG-2023/17.6-YM4型锅炉，采用亚临界压力、一次中间再热、固体排渣方式。单炉，型布置，全钢架悬挂式结构，半露天布置，控制循环滚筒炉，采用三室回转式空气预热器，平衡通风，四角摆动燃烧器切向燃烧。设计燃料为准噶尔烟煤。 6套破碎系统均为ZGM-123中速磨煤机配备的正压直吹式破碎系统，额定负荷工况下5套运行，1套备用。每台磨煤机的出口由四根煤粉管连接到炉膛四个角的同层煤粉喷嘴，从底部开始：A层、B层、C层、D层、E层， F层.就成了.锅炉主要设计参数见表1，煤质见表2。
表1 锅炉主要设计参数
由于公司地处京津冀地区，根据环保部2011年颁布的《火电厂大气污染物排放标准》，执行氮氧化物排放浓度限值100mg/m3（标准态、干燥态）。强制的。从2014年7月1日起，O2, 6%）将成为标准。改造前，锅炉出口NOX排放浓度为700mg/m3，远低于国家排放标准，需要进行脱硝改造。
表2 煤质及灰分成分分析
2、改造方案
降低燃煤锅炉NOX排放浓度主要有两个措施：抑制燃烧过程中NOX生成的“低NOX燃烧技术”和对生成的NOX进行处理的“低NOX燃烧技术”。废气脱硝技术。低NOX燃烧技术主要包括低过量空气系数、空气分级燃烧、燃油分级燃烧、废气再循环、低NOX燃烧器等。烟气脱硝技术主要包括选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）。表3列出了目前主要的NOX抑制技术（如）和SNCR/SCR混合技术的脱硝效率[1]。
表3 主要NOX抑制技术的脱硝效率(%)
经过技术分析和项目评估，综合考虑经济效益和预期日益严格的NOX排放标准，采用低氮燃烧器改造+SCR技术的组合方案[2-3]。
3、低氮燃烧器改造
低氮燃烧器改造后，需保证SCR脱硝系统进口NOX浓度小于400mg/m3，锅炉飞灰含碳量小于1.5%。锅炉效率93%以上，燃烧稳定性好，主蒸汽和再热蒸汽温度有保证，压力在正常范围内，不造成炉内结渣和高温腐蚀，煤质优良适应性好。低氮燃烧器采用高效燃烧垂直富轻煤粉燃烧技术，主要改造措施如下。
(1)A、B层保留等离子燃烧器，其余4层上下出风口更换为波形稳定钝体燃烧器，摆动角度由上下27改为20上和下。
(2)采用新型燃烧器摆动机构，主燃烧器由上下执行器独立控制，并由一组摆动油缸驱动，使整个燃烧器上下摆动。
(3)合并部分二次气室，在原有两个上反切气室上加装挡板，并适当减小气室面积，改变各气室及气室喷嘴的布置方式后。如图1所示。
(4)为防止火焰附着在墙壁上，在上部反切气室内安装了挡板，以增加空气对墙壁的附着力。
（5）在主燃烧器上方6米处增设可左右摆动10度、上下30度的5层20个喷嘴的SOFA燃烧器，减弱炉内气流的残余旋转，降低烟温.马苏。燃烧空气(SOFA) 喷嘴从炉出口两侧偏转，与主气流成10 角。
(6)SOFA燃烧器采用独立风箱，SOFA燃烧器与主二次风箱相连，在连接两侧进气口的风道内安装可调节的分风挡板。挡板控制燃烧空气量。
4、SCR工艺脱硝改造
4.1 改造设计条件及目标
如果锅炉采用BMCR工况下的脱硝设计煤种，则SCR工艺脱硝转化的设计条件如表4所示。表5列出了转换完成后必须达到的关键性能指标。
表4 SCR入口废气参数及污染物浓度
表5 SCR工艺脱硝改造主要性能要求
4.2 SCR反应器系统
为了简化系统、降低运行成本，SCR反应器采用高除尘配置。即位于锅炉省煤器和空气预热器之间。每台机组配备两台SCR反应器，由于2号机组锅炉没有设置脱硝设备的位置，烟道从省煤器分两个方向连接，然后垂直上升到SCR反应器与反应器相连。反应器垂直布置，催化剂采用“2+1”布置方式，底层为保留层。脱硝处理后的废气通过水平烟道进入空气预热器入口烟道，然后流入空气预热器。单台SCR反应器尺寸根据锅炉50%BMCR工况下的烟气量设计，设计温度358，设计压力5800Pa。省煤器出口和反应器入口均安装导流板，保证废气分布均匀，减少压力损失。上催化剂层上方安装直径8080mm、高400mm的废气整流器，将流入催化剂层的废气均匀分散。根据设备实际情况和运行特点，不设置省煤器和SCR反应器旁路系统，不设置烟气侧脱硝入口挡板，而是设置烟气侧脱硝出口挡板，即烟气侧已设置。设置空气预热器入口挡板[4]。通过在省煤器出口处设置灰斗，可以有效减少流入SCR反应器的飞灰量，因此SCR反应器无需增设入口灰斗或出口灰斗。
4.3 SCR催化剂
蜂窝状催化剂比平板催化剂或波纹板催化剂具有更大的比表面积，因此是脱硝效率最高的催化剂。该公司两台机组锅炉日负荷波动范围为300600MW，废气流量6.8m/s，飞灰浓度6.8m/s。
公司位于京津唐中心地带，交通便利，可采用纯氨法生产还原剂，在两台机组的脱硫岛区域拥有空地，液氨卸货储存及同时建设氨蒸发供应系统，两个液氨储罐容量满足两台机组连续运行120小时BMCR工况液氨消耗要求。
5、空气预热器、引风机改造
脱硝催化剂的活性成分V2O5将废气中的部分SO2氧化为SO3。当SCR反应器在低温下运行时，烟气中的SO3与NH3反应生成(NH4)2SO4和NH4HSO4。 NH4HSO4在150-230时有很强的附着力，很快粘附在换热元件表面，而灰分造成空气预热器换热元件的堵塞和腐蚀，因此各种工况下的空气预热器必须进行修改，以便铵盐仅在空气预热器的冷端凝结。此外，冷端换热元件不易受到灰尘堵塞和堵塞的影响，并且更容易吹扫。具体修改包括热端换热元件高度由原来的780毫米降低到300毫米，冷端换热元件高度由原来的300毫米增加到830毫米，增加热端高度中间温度部分的交换器。这包括保持高度。更换元件不变为780mm；端部更换为厚度0.75+0.3mm的脱碳钢搪瓷换热元件；各空气预热器冷端底部蒸汽吹灰器为半缩回式高能小型Flow Jet蒸汽/高压水双介质吹灰器这是一款满足在线高压水冲洗和离线高压水冲洗需求的吹灰器。喷枪压力>27MPa，同时在热端顶部安装蒸汽吹灰器。
空气预热器改造后，漏风率由10%左右下降到6%以下。SCR脱硝系统中注入的脱硝剂量与烟气量相比是非常小的，因此烟气量自燃气减少，引风机风量不变。但由于增加了SCR反应器系统、废气余热利用系统、空气预热器改造、脱硫膨胀改造等，导致废气阻力增加约3800Pa，同时脱硫增压风机数量也增加也有所增加。由于取消了引风机和增压风机，将引风机和增压风机一体化，导致引风机的压头增大，改造后TB点总压升至10250Pa，造成二-舞台运动。叶片用于调节轴流风机。
6.改造效果
改造完成后，对脱硝设备在100%、75%、50%额定负荷条件下进行性能测试，主要测试数据平均值如表6所示。根据测试结果，SCR反应器入口NOX浓度最大为387mg/m3，出口NOX浓度最大为76.2mg/m3，SCR反应器入口废气温度最大为361，最小为309。 C;SCR反应器进出口废气压降高达654Pa；脱硝效率最低为80.2%，氨释放率最高为1.27ppm，SO2/SO3转化率为在654Pa时，最高值为0.68%。各项主要技术指标均满足设计性能要求。
表6 改造后脱硝设备性能测试主要数据
七、结论
XX发电有限公司2600MW机组锅炉脱硝系统采用低氮燃烧器改造+SCR技术组合方案改造后，炉膛出口NOX排放浓度低于400mg/m3。烟囱出口NOX排放浓度降低至80mg/m3，全年减少NOX排放量6132吨，脱硝改造效果显着，对保护空气环境质量起到了非常积极的作用。它将促进京津冀地区地方经济的可持续发展，提高我国的环境保护水平，带来经济效益和社会效益，成效显着。