省煤器分级技术改造与性能评价

为提高低负荷工况SCR脱硝装置入口烟气温度,某电厂对其600 MW超临界锅炉进行了省煤器分级技术改造,并通过性能考核对改造结果进行了综合评价。改造后低负荷工况时SCR脱硝装置入口烟气温度提高到300℃以上,满负荷工况时不高于400℃,保证了SCR脱硝装置的持续稳定投运,且未降低锅炉效率,为同类机组SCR脱硝装置低负荷脱硝技术改造提供借鉴和参考。     

浅谈火力发电厂宽负荷脱硝技术

火电厂宽负荷脱硝改造势在必行,利用几种提高省煤器入口烟气温度或者提高省煤器进入水温的方案,可以有效提高进入SCR入口烟气温度,使得SCR在宽负荷下正常投运,确保氮氧化物排放达到环保要求。     

现役燃煤机组全工况脱硝技术比较

燃煤机组低负荷调峰运行时,从省煤器出口进入SCR(selective catalytic reduction)脱硝装置的烟气温度偏低,偏离了脱硝催化剂的温度窗口,造成脱硝效率低,甚至脱硝系统无法正常投入,导致氮氧化物排放浓度超标,成了制约机组的深度调峰能力主要因素。文中介绍了几种实现燃煤机组NOx全工况达标排放的SCR入口烟气温度提升技术,包括省煤器烟气旁路、省煤器分级、省煤器水侧旁路、弹性回热、热水再循环、省煤器分隔烟道、烟气补燃等,并就各自的技术特点进行了对比分析,为电厂开展全工况脱硝改造提供参考。     

电站锅炉SCR脱硝旁路烟道改造数值模拟及应用

某电厂在机组低负荷运行时,SCR脱硝装置入口烟温低于脱硝反应最低温度,导致SCR无法正常运行。采取了在锅炉转向室后抽出高温烟气,与低温烟气进行混合,提高SCR入口烟气温度的技术改造措施。通过数值模拟及试验,研究了旁路烟道布置方式对混合后烟气温度分布的影响以及改造前后锅炉效率、烟温分布变化的情况。     

NOx低浓度排放影响因素的调平措施及效果分析

通过对燃煤发电机组SCR装置的试验研究发现,SCR装置和静电除尘器的漏风会导致NO_x排放浓度升高现象, SCR装置入口烟气速度偏差和NH₃/NO_x配比不均匀会使氨逃逸增大,脱硝效率下降。SCR装置入口烟气速度、NO_x浓度和NH₃/NO_x配比调平试验可改善SCR装置入口的烟气速度不均匀,降低氨逃逸和NO_x浓度,提高脱硝效率。在试验研究的基础上提出,对于燃煤发电厂SCR装置,需在设备投运之前进行流场优化设计,在设备投运之后定期进行调平试验。     

300MW机组SCR系统低负荷运行能力提升策略

热电厂脱硝SCR烟气系统运行过程中,经常出现中、低负荷下SCR反应器入口烟温低于催化剂的最佳反应温度,导致SCR反应器运行效率偏低,严重影响锅炉的脱硝效率、排放浓度和氨逃逸率,还会引起空预器的堵灰问题。通过对锅炉烟风系统进行省煤器外烟气旁路改造,实现了在锅炉低负荷工况下,SCR系统正常稳定工作。     

某600 MW机组锅炉换热面分级及烟气流场优化

燃煤机组锅炉低负荷运行时,易出现脱硝系统入口烟温偏低导致选择性催化还原反应(SCR)烟气脱硝系统无法正常投运,以及一次风温低、制粉系统干燥出力不足等问题。本文以某600 MW燃煤机组为例,提出了综合改造方案即割除部分水平低温过热器及高温省煤器换热面积,增加SCR脱硝系统后换热面,优化管式空气预热器(空预器)入口烟气流场。实施改造后,300 MW负荷下,管式空预器中出口一次风温提高26℃,SCR脱硝系统入口烟温提高28℃,制粉系统干燥出力提高,脱硝装置适应低负荷调峰能力增强。该技术的成功应用为同类型机组实施技术改造提供了思路。     

一种火电机组实现SCR全时段脱硝的系统及方法

提供了对火电机组实现SCR全时段脱硝的系统设计和方案,采用电厂起动锅炉及省煤器装置,利用起动锅炉产生的高温蒸汽对部分烟道内烟气进行升温,使脱硝装置入口烟气温度超过机组运行各阶段脱硝运行所需的温度,实现火电机组氮氧化物排放全程达标。     

联合循环电站余热锅炉全工况烟气脱硝运行分析

燃气–蒸汽联合循环发电机组氮氧化物(NO_x)排放指标趋于更严,国内在役机组面临在干式低NO_x燃烧技术的基础上增加余热锅炉烟气选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝改造的问题。针对此,利用ASPEN PLUS的化工模拟功能,结合典型联合循环机组全工况烟气参数,对余热锅炉入口低浓度NO_x烟气的SCR法脱硝过程进行模拟,通过已有试验数据和运行数据验证了模型的合理性;同时利用VBA程序外嵌的ASPEN PLUS和Excel数据批量计算分析功能,对影响脱硝效率的操作参数进行了分析。结果表明:机组在全工况运行范围内,最佳氨氮比(物质的量比)落在0.8~1.0之间,且随负荷率增加而递增;脱硝效率随停留时间增加而增加;针对案例M701F3型机组,新增的SCR脱硝反应器无需烟气升温改造措施即可使NO_x排放浓度(质量浓度)低于30 mg/m3(标准状态下,氧的体积分数为15%),满足最新环保排放要求。针对机组低负荷时烟气温度偏低及NO_x排放不稳定从而影响脱硝效率的问题,给出了余热锅炉入口NO_x的质量浓度边界曲线,用以判断是否需要采取烟气升温措施。     

W火焰锅炉SNCR脱硝及其对SCR入口流场的影响

由于W火焰锅炉NO_x排放浓度高,一些电厂采用低氮燃烧+SNCR脱硝+SCR脱硝的耦合脱硝方式,但运行中出现了氨逃逸浓度严重超标的问题。以某600 MW超临界W火焰锅炉为对象,采用CFD数值模拟辅以实测验证方法研究了锅炉负荷、尿素喷射层流场、氨氮摩尔比等因素对SNCR脱硝及SCR入口流场分布的影响。研究发现：SOFA风沿前后墙非等间距布置是造成尿素喷射层速度场及温度场不均的主要原因;随锅炉负荷降低,喷枪层截面平均温度趋向于SNCR最佳脱硝温度,脱硝效率逐渐增加;SCR入口截面温度、流速及NO_x浓度分布皆不均匀,随SNCR脱硝效率提高,SCR入口截面NO_x浓度分布偏差增大,不同负荷时SCR入口截面NO_x相对偏差达35%～53%。SNCR脱硝严重影响SCR脱硝反应器入口NO_x浓度均匀性,最终导致SCR氨逃逸浓度严重超标,建议通过优化SOFA风布置及在SCR入口段加装烟气混合器加以解决。     

350MW燃煤机组SCR超低排放性能评估与分析

对脱硝超低排放机组进行性能评估与分析,可为超低排放形势下燃煤机组SCR烟气脱硝装置的稳定、高效、经济运行提供借鉴及指导。以已实现脱硝超低排放的某350 MW燃煤机组SCR脱硝装置为例,研究了该脱硝装置的脱硝效率、进出口NO_x浓度分布、出口速度分布、氨逃逸、系统阻力、运行烟温等运行参数,掌握了此台机组脱硝装置主要性能。试验结果表明,该SCR脱硝装置整体性能良好,但存在流场不均、飞灰堵塞、低负荷烟温较低等问题,并相应提出了意见及建议。     

宽负荷脱硝改造技术在650 MW机组深度调峰中的应用

国家环保政策对燃煤机组的要求越来越高,燃煤电厂深度调峰的要求也越来越严,当机组启停或以低于50%BMCR负荷运行时,锅炉尾部烟道烟气温度不符合SCR投运要求,致使无法实现机组全负荷工况投运脱硝,直接影响NOx排放值。针对某电厂650 MW机组在锅炉低负荷工况时脱硝入口烟温偏低,无法满足脱硝装置投运要求,及自身锅炉换热系统特点,从技术特性、安全性、经济性分析各种方案优缺点,比选出分级省煤器改造方案。改造后,锅炉低负荷烟温提升20℃以上,在满足深度调峰机组负荷40%BMCR以上时,脱硝系统SCR反应器进口烟温均满足催化剂规定的安全运行温度,SCR装置运行稳定,有效地延长了催化剂使用寿命,满足了NOx排放标准,同时对锅炉效率影响较小。     

超超临界二次再热机组锅炉全负荷脱硝特性

以华能安源发电有限责任公司超超临界660 MW二次再热机组锅炉和华能莱芜电厂超超临界1 000 MW二次再热机组锅炉为研究对象,通过锅炉校核热力计算对二次再热机组锅炉不同负荷工况下烟气脱硝系统选择性催化还原(SCR)装置入口烟温特性进行了研究,并与电厂实际运行数据和常规超超临界一次再热机组锅炉进行了对比。结果表明:本文计算结果与电厂实际运行结果吻合很好;超超临界二次再热机组锅炉能够实现锅炉全负荷脱硝,随着锅炉负荷的降低,其SCR装置入口烟温逐渐降低,在最低30%BMCR负荷时,二次再热机组锅炉SCR装置入口烟温仍高于320℃,比相同容量的常规一次再热机组锅炉SCR装置入口烟温高30~40℃;超超临界二次再热机组锅炉能实现全负荷脱硝的主要原因在于锅炉给水温度显著提高,比常规一次再热机组锅炉给水温度提高约30℃。该研究结果对超超临界二次再热机组的设计和建设提供了参考和借鉴。     

利用电站锅炉耦合秸秆直燃炉提高再热汽温和SCR烟温经济性分析

针对电站锅炉普遍存在的再热蒸汽温度偏低和选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统低负荷下无法正常投运的问题,提出通过一种电站锅炉耦合秸秆绝热直燃炉,利用秸秆直燃的高温烟气显热直接提高锅炉尾部烟道烟气温度的技术方案。以某超临界350 MW机组锅炉为例,对不同负荷下将耦合秸秆绝热直燃炉高温烟气分别引入低温再热器进口烟道和SCR烟气脱硝系统前烟道的情况进行热力计算和经济性分析。结果表明:将1 000℃高温烟气引入低温再热器进口烟道时,100%负荷工况下,消耗秸秆3 749 kg/h,可将再热蒸汽温度升高13.5℃,节省供电标准煤耗1.86 g/(kW·h);50%负荷工况下,消耗秸秆3 749 kg/h,再热蒸汽温度升高33.3℃,节省供电标准煤耗7.39g/(kW·h);将1000℃高温烟气引入SCR烟气脱硝系统前烟道时,50%负荷工况下,消耗秸秆580 kg/h,SCR烟气脱硝系统入口烟温升高8.7℃,满足SCR烟气脱硝系统投运要求,供电标准煤耗增加0.84 g/(kW·h)。     

基于尿素热解炉的SCR脱硝系统控制研究与应用

随着对火电机组环保和安全性要求的提高,新建机组已开始使用尿素溶液利用尿素热解炉制备氨气,采用选择性催化还原烟气脱硝法(Selective Catalytic Reduction,SCR)脱硝。因发电厂对NO_(x)排放浓度的控制标准逐渐提高,脱硝系统非线性、大惯性的特点,在机组变工况时脱硝系统反应器出口和烟囱入口NO_(x)浓度变化剧烈,经常造成短时间内NO_(x)排放浓度超标。根据现场数据,利用系统辨识算法建立了脱硝系统控制模型,然后结合影响NO_(x)浓度的因素,制定了基于尿素热解炉的脱硝调节控制策略。应用实践证明,采用新的控制策略后,在机组升降负荷、CEMS吹扫、启停磨煤机等过程中,SCR脱硝调节可连续稳定投入,烟囱入口NO_(x)浓度控制平稳,极大地减轻了运行人员的工作量,同时也提高了辅机的自动化水平。     

W型火焰锅炉脱硝NO_X分布优化技术应用

采用SCR脱硝大尺度烟气混合技术和喷氨优化技术相结合的方法,对某台600 MW机组W型火焰锅炉配套的脱硝装置实施了升级改造,优化了供氨量分配,同时改善了SCR入口和出口NO_X浓度分布的不均匀性,为超低排放下锅炉安全运行提供了良好条件,给同类型锅炉脱硝设备优化升级改造提供参考。     

某330 MW机组烟气脱硝系统超低排放性能诊断与分析

超低排放改造后,一些电厂NO_x排放未达到预期目标。为解决此类问题,以某330MW超低排放机组为例,对运行了15500h的烟气脱硝装置进行现场勘查、运行资料收集,并对运行催化剂进行取样检测,逐一排查NO_x超标排放的原因。研究结果表明：SCR脱硝系统设计裕量低,催化剂主活性成分V₂O₅含量偏低,催化剂微孔数与活性点位数减少导致脱硝效率下降,加之反应器入口NO_x浓度偏高、负荷变化频繁、喷氨响应不及时,造成SCR脱硝装置出口NO_x浓度超过50mg/m³。建议加强锅炉优化运行,尽量避免入口NO_x浓度大幅度波动,提高喷氨响应速度,并应新增1层催化剂,将现有2层催化剂进行再生,以确保NO_x排放浓度稳定达标。     

全负荷脱硝在捷制500MW机组锅炉上的设计应用

为响应国家提出的深度调峰号召，神头二电厂#1机组拟实现25%及以上负荷脱硝装置正常投运，各项环保指标在国家要求烟气排放指标内，将脱硝入口烟温提高到300℃以上。针对亚临界低倍率复合循环锅炉的水循环特点，利用热水再循环技术实现全负荷时段脱硝设备入口烟气温度满足投运要求，达到排放指标。测试运行结果证明，系统设计1号机组省煤器新增复合热水再循环系统改造工程实施后脱硝入口烟温升效果明显，运行试验机组在25%额定负荷及以上负荷，脱硝入口烟温均可保持在300℃以上，同时省煤器出口水温低于饱和温度并有很大的裕度。     

宽负荷SCR脱硝系统的全负荷拓展技术探索

为了实现选择性催化还原(SCR)脱硝系统全负荷运行,减少环境污染,机组启动过程中使用宽负荷SCR脱硝系统进行全负荷脱硝系统试验:通过锅水循环泵(简称锅水泵)流量调节阀和锅水泵出水调节阀控制省煤器再循环流量,同时通过省煤器水旁路调节阀控制省煤器旁路流量,在保证设备、系统安全的前提下,减少了启动过程中省煤器的吸热量,提高了SCR脱硝反应器入口烟温,使得并网前SCR脱硝反应器入口烟温达到脱硝催化剂最低温度要求,从而投入SCR脱硝系统运行。     

基于氨逃逸可控的氮氧化物深度减排的理论研究及应用

氮氧化物是大气环境的主要污染物之一,火力发电机组是氮氧化物重要来源。依靠低氮燃烧技术,远达不到排放要求。选择性催化还原脱硝(简称SCR)技术是目前效率最高、最成熟、应用最广泛的电厂烟气脱硝技术。催化剂是锅炉SCR技术的核心部分,决定了锅炉SCR系统的脱硝效率和经济性。催化剂更换在锅炉烟气脱硝运行维护费用中占比高,做好脱硝催化剂全过程管理,可大幅度延长其使用年限、降低运行成本。通过氨逃逸可控的氮氧化物深度减排的理论研究及应用,可实现锅炉烟气脱硝装置科学管理及氮氧化物超净排放。