吉林省火力发电厂脱硝技术分析.pdf

2 0 1 4年 1 0月 第 4 2卷 第 5期 总第 2 3 4期 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r Oc t ． 2 01 4 Vo 1 ． 4 2 No 。 5 S e r ． No ． 2 3 4 吉林省火力发电厂脱硝技术分析 An a l y s i s o f Fl u e Ga s De NO Te c h n i q u e s o f Th e r ma l Po we r P l a n t s i n J i l i n P r o v i n c e 闰淑梅 ， 王 鑫 1 ． 吉林省电力勘测设计院， 长春 1 3 0 0 2 2 ； 2 ． 国网吉林省电力有限公 司电力科学研究院， 长春 1 3 0 0 2 1 摘要 介绍 了吉林省火力发 电机组脱硝现状 、 技术种类及原理 ， 对 2种脱硝工艺进行 对 比。对吉林省火力发 电厂 采用 的典 型脱 硝案例进行分 析 ， 得 出低氮燃烧器 S C R脱硝工艺和 S NC R脱硝工艺均能满足 GB 1 3 2 2 3 --2 0 1 1 火 电厂大气 污染 物排放标 准 对 N0 排放的要求 。 关键 词 吉林省 ； 火力发 电厂 ； 脱硝 ； S C R S N C R 中图分类号 X 7 0 1 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 9 5 3 0 6 2 0 1 4 0 5 0 0 5 0 0 3 随着 我 国对 环 境 保 护 的 日益重 视 ， 燃 煤 电厂 的 污染物排放更受到人们的关注 ， 国家和地方环保部 门对燃煤电厂污染物的排放浓度和总量有 了较严格 的控制。GB 1 3 2 2 3 --2 0 1 1 K 火电厂大气污染物排放 标准 的颁布实施 ， 加大了我国燃煤电厂的污染物减 排 力度 ， 也增 加 了污染 物减 排工 作 的压 力 ， 因此全 面 了解本地区的脱硝现状， 根据机组实际情况 ， 选择效 率高、 无副产物、 不形成二次污染 、 装置结构简单 、 运 行可靠 、 便 于维护 的脱 硝工艺 ， 对于燃煤 电厂达到 GB 1 3 2 2 3 --2 0 1 1标准规定的 2 0 1 4年 7月 1日后燃 煤 电厂锅 炉 N0 排 放 浓 度 限值 为 1 0 0 mg ／ m。 的 目 标 具有 重要 的现 实意 义 。 1 吉林省燃煤 电厂脱 硝现状 截至 2 0 1 3 年底， 吉林省火力发电机组装机容量 约为 1 7 0 0 1 0 k W ， 采用脱硝工艺有低氮燃烧技 术、 选择性催化还原工艺 S C R 以及非选择性催化 还 原 工 艺 S NC R 。其 中 S C R 装 机 容 量 6 0 7 1 0 k W ， 占总装 机 容量 的 3 5 ． 7 ， S NC R 6 6 7 1 0 k W ， 占总装 机容 量 的3 ． 9 。 吉林 省 内已投运 脱硝 机组 现 状 见表 1 。 2 脱硝技术原理及两种工艺 比较 S C R脱硝技术反应原理为 在催化剂和氧气存 表 1 吉林省已投运脱硝机组概况 电 厂 名 称 机 组 号 容 量 M w竺 在 的条件下， 在较低 的温度范 围 2 8 0 4 2 0 C 内， 还原剂 氨、 C O或碳氢化合物等 有选择地将烟气 中的 N0 还 原生 成为 N。 和 H。 0来 减少 NO 排 放 。 因为整 个 反应 具 有选 择 性 和需 要 催 化剂 存 在 ， 故 称 之 为选择 性催 化还 原 S C R ， 此 工艺 脱硝 效率 较 高 。 以氨为还原剂的 S C R其主要反应为 4 NO 4 NH3 O2 4 N2 6 H2 0 4 No2 4 NH3 O2 3 N2 6 H2 O S NC R工艺原理是将含有 NH 基 的还原剂 如 氨、 尿素 喷入炉膛温度为 8 0 0 1 1 0 0℃的区域 ， 该 收稿 日期 2 0 1 4 0 5 1 2 作者简介 ； 闫淑梅 1 9 8 2 ， 女 ， 工程 师， 从事 电厂化 学环保设计工作。 5 0 2 0 1 4年 1 O月 第 4 2卷 第 5期 总第 2 3 4期 Oc t ． 2 01 4 VO1 ． 42 No． 5 Se t ． No． 23 4 还原剂迅速热解成 NH。 在无催化剂作用下选择性 地与烟气 中的 NO 进行反应 生成 N。 ， 此 工艺脱硝 效率较低。以尿素作为还原剂为例 ， 其主要反应为 NH2 z Co一 2 NH2 Co NH2 N0一 N2 H2 O 2 C0 2 No N2 2 CO2 S C R与 S NC R脱硝工艺对 比见表 2 。 裹 2 S C R与 S N C R脱硝 工艺对 比 3 典 型案例 3 ． 1 某 电厂 2 X3 5 0 Mw 机 组低 氮燃 烧器 改造 实 例 某电厂 1 、 2号 2 X 3 5 0 MW 机组 S C R脱硝装置 已于 2 0 1 1 年完成安装并投入运行 ， 设计效率不低于 5 O ％。该厂于 2 0 1 3年 1 o月对 2号机组进行了低氮 燃烧器改造 ， 但并未对 1号机组进行低氮燃烧器改 造。1号机组低氮燃烧器改造前及 2号机组低氮改 造后脱硝装置相关参数检测数据见表 3 。 从表 3中数据可以看出 ， 2号机组 完成 低氮燃 烧改造之后 ， 脱硝装 置入 口质量浓度较 1号机组降 幅达 4 8 以上 ， 改 造效 果 良好 。 表 3 1 、 2号机组 S C R脱硝装置 实测数 据 参数 5 O ％负荷 9 O ％负荷 1号机组 2号机组 1 号机组 2 号机组 设计 值 脱硝效率 ／ 6 1 ． 3 O 7 1 ． 1 6 5 4 ． 8 3 7 8 ． 8 8 ≥5 O 入 口 N0 质量浓 度／ 7 2 8 ． 5 9 3 7 6 ． 4 6 4 5 2 ． 8 0 2 3 3 ． 7 0 ≤4 9 5 mg m 一 3 ． 2 某 电厂 S N C R工 艺脱硝 装 置运行 实例 某 电厂 2 3 3 0 Mw 机 组配备 S NC R脱 硝工 艺， 采用尿素作还原剂 ， 设计效率不低于 5 O ％， 由于 该厂为循环流化床锅炉 ， 该炉型对于燃煤氮氧化物 的生成本身具有一定的抑制作用 ， 通过加装 S NC R 装置 ， 使机组氮氧化物浓度维持在较低 的水平， 脱硝 装置 相关 参数 检测 数据 见表 4 。 表 4某电厂 S N C R脱硝 装置实测数据 1 6廿 参数 5 o 负荷 7 5 负荷 9 o 负荷 设计值 脱硝效率 ／ 未投尿素 NO 质 量 浓 度／ mg 1 m 一 。 投 尿 素 N0 质 量 浓 度 ／ mg m 一 脱 硝效率／ ％ 未投尿素 N0 质 量 浓 度／ mg 2 m 一。 3 ． 3 某 电厂 3 3 0 MW 机组 S C R工 艺脱 硝装 置 运行 实例 某 电 厂 3 3 0 Mw 机 组 采 用 低 氮燃 烧 器 选 择 性 催化还原工艺 S C R ， 设计脱硝效率在投运两层 催化剂的条件下不低于 8 0 ， 该机组脱硝装置相关 5】 ∞ ∞ m ／ 嚣 一～ 雅 ≤ 鹳 踮 他 弘 尿 量 投 质 2 0 1 4年 1 0月 第 4 2卷 第 5期 总 第 2 3 4期 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r Oc t ． 20 1 4 Vo 1 ． 4 2 No． 5 S e r ． No．2 3 4 S O R脱硝装置 实测数据 5 O 负荷 7 5 负荷 9 O ％负荷 设计值 出 口 N0 质量浓度／ 6 6 ． 6 6 3 9 ． 8 8 5 O ． 5 1 ≤1 0 0 mg m一 。 脱硝效率／ ％ 人 口 N0 质量浓度／ 3 mg m一 。 出 口 N0 质量浓度／ mg m 4 两种工艺运行及设备维护 4 ． 1 S O R脱硝 工艺 a ．根据人 口 N o 浓度合理控制还原剂投人量 以降低氨逃逸浓度 ， 减少硫酸氢铵的生成量 ， 减少对 空气预热器的腐蚀 。 b ．保证 吹灰器正常运行 ， 防止催化剂堵塞 、 积 灰影 响脱 硝性 能 。 C ．脱 硝 系统 连续 长 周期 投 运 时 ， 应 定期 对 部 分 设备进行切换运行 ， 保证备用设备的可用性。 d ．检修期间 ， 对氨喷射系统进行维护 ， 确保 未 发生堵塞、 变形等情况 ， 以免影响氨喷射均匀性。 e ．加强人 厂还原剂 品质 的管理 ， 保 证还原 剂 质 量 。 4 ． 2 S N C R脱硝 工艺 a ．尿素溶液制备过程 中， 应确保已制备完毕的 尿素溶液及时输送至存储罐 ， 避免输送管道中的尿 素溶液 因长时间停留而有尿素析出， 堵塞管道。 b ．当环 境 温 度低 于 0℃时 ， 伴 热 管 、 冷 渣 器 出 口至 溶解 罐 冷凝 水 管 、 蒸 汽加 热 管道 应 采 取保 温 措 施 ， 防止发 生结 冻造成 管道 堵塞 。 C ． S NC R 系统连续长周期投运时 ， 应每 间隔一 定周期 进行 输送 泵切 换运 行 ， 避 免管道 堵塞 ； 当系统 停运 时 ， 须 关 闭溶解罐 出 口手动 门 ， 避 免溶 解罐 出 口 管道尿素析出堵塞管道。 d ．机 组 运 行 时 ， S NC R 系 统 的 喷 枪 雾 化 风 、 冷 却风需处 于连续投 运状态 ， 避 免 喷枪 堵塞及 过热 损坏 。 e ． 加 强 尿素 的采 购 与 日常 管理 工作 ， 保 证进 厂 的每一批次尿素品质满足设备运行要求。 5 结束语 结合吉林省火力发电机组脱硝装置的实际运行 情 况 分析 表 明， 低 氮 燃 烧 器 S C R脱 硝工 艺 和 S NC R脱硝工艺均满足 GB 1 3 2 2 3 2 O 1 l 火电厂大 气 污染 物排放标 准 规定 NO 排 放 的要 求 。 S NC R 脱 硝工 艺 脱 硝效 率 较 低 ， 但 初 始投 资较 少 ， 整体设备 占用空间小； S C R脱硝工艺脱硝效率 高 ， 但初始投资较大 ， 后续催化剂更换费用较高 ， 整 体设 备 占用空 间较 大 。 建议吉林省火力发电机组在进行脱硝改造时如 果 锅 炉初 始 NO 排 放 浓度 较 低 、 没 有 脱 硝 场地 、 设 备投入资金少的情况下宜采用 S NC R脱硝工艺； 对 锅炉初始 NO 排放浓度较高 、 预留脱硝场地、 投入 资金充足的情况下宜采用低氮燃烧 技术 S C R脱 硝工 艺 。 编 辑韩桂春 5 2 5 一 表 敢 贼 皴 据 一 数 一 测 一 组 号 检 一 机 序 踟 融 Ⅲ 舵 卵 s 言 舌 ； ％ ， ，， ，3 率 度 一m 效 浓 硝 口 量璺 P 脱 入 质 印 ∞ 您 鼹 ／ 一 ～ 髓 ∞ ∞ m 趴 瑚 撇 加 朋 吼 螂 ％ ／， ，3 率 度 一n 效 浓 ． 硝 口 量 皇 P 脱 入 质