SNCR-SCR脱硝装置低负荷运行节能方案研究.pdf

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1、SNCR-SCR混合法混合法脱硝混合法脱硝脱硝装置脱硝装置装置低负荷运行装置低负荷运行低负荷运行节能低负荷运行节能节能方案节能方案方案研究方案研究作者：大唐陕西发电有限公司灞桥热电厂秦刚摘要摘要摘要：摘要：：：近年来火电机组负荷持续下降，长期低负荷运行，如何降低低负荷工况下SNCR-SCR混合法脱硝装置的运行成本是企业关注的重点。本文针对灞桥2×300MW机组的现状，提出低负荷工况下改变现有控制策略降低脱硝运行成本的方案，并进行可行性分析研究，计算节能效果。并在完善DCS装置的顺序控制和自动调节功能后，成功实施，取得了很好的节能效果。前言1前言前言前言灞桥

2、2×300MW机组2011年完成脱硝改造，采用尿素作还原剂的SNCR-SCR混合法脱硝工艺。两台机组分别于2015年和2016年完成超低排放改造（含宽负荷脱硝改造即省煤器分级改造），改造后仍采用尿素作还原剂的SNCR-SCR混合法脱硝工艺。该机组脱硝装置在BMCR设计工况下的总运行成本为1205.10元/h，对应发电量的单位运行成本0.004017元/kW•h。低负荷工况下尿素耗量和引风机的电耗虽有降低，但是除盐水、压缩空气和冷却空气的耗量基本衡定，50%BMCR设计工况单位运行成本约为BMCR设计工况单位运行成本的1.5倍。该机组脱硝装置在BMCR设计工

3、况下的运行成本约为SCR脱硝工艺（带尿素热解）的1.6倍；50%BMCR设计工况下的SNCR-SCR脱硝工艺的运行成本约为SCR脱硝工艺（带尿素热解）的2.4倍，年均负荷条件下的SNCR-SCR脱硝工艺的运行成本约为SCR脱硝工艺（带尿素热解）的2.0倍。故该机组迫切需要优化脱硝装置在低负荷运行工况下的运行方式，调整控制策略，降低能耗水平。注：本文中的物耗和能耗均为单台机组的物耗和能耗。2脱硝装置的设备配置情况脱硝装置的设备配置情况脱硝装置的设备配置情况3灞桥2×300MW机组SNCR装置入口设计基准NOx浓度300mg/Nm（标态、干基、6%O2、339

4、5%NO、下同），SNCR装置出口NOx浓度180mg/Nm；SCR装置进口NOx浓度200mg/Nm，SCR3装置出口NOx浓度小于30mg/Nm；整套装置的设计脱硝效率不低于90%（其中SNCR的脱硝效率40%），催化剂设计层数为3+0层。这两台机组在超低排放改造后脱硝出口NOx浓度始3终稳定在20-30mg/Nm之间，脱硝效率稳定达标，且从未出现空气预热器的堵塞情况。SNCR装置在炉膛上部（折焰角上方）炉前布置3层墙式尿素喷枪（每层9支），按照负荷高低条件即温度场的变化情况投入不同层的尿素喷枪。锅炉烟道转向室内布置4支长伸缩多喷嘴喷枪，向炉内喷射尿素

5、溶液，使用炉内热烟气直接热解尿素，为后部SCR装置提供还原剂。不同负荷条件下各层喷枪的投用原则项目炉前下层喷枪炉前中层喷枪炉前上层喷枪尿素热解喷枪90%-100%BMCR-投用投用投用70%-90%BMCR投用投用-投用50%-70%BMCR投用--投用3炉后SCR反应器内布置3层平板式催化剂（136.3×3m/台炉），采用声波吹灰方式，共布置有22台声波吹灰器。1低负3低负低负荷低负工况荷荷荷工况工况工况下下下下装置的装置的装置的运行成本装置的运行成本运行成本分析运行成本分析分析分析SNCR脱硝工艺的技术核心是：①、还原剂喷射系统（即尿素喷枪）必须尽可能

6、地将还原剂喷入到炉内最有效温度窗区域；②、尽可能的保证所喷入的还原剂在合适的温度下与烟气进行良好的混合。只有同时作到这两点才可以获得较高的还原剂利用率、较小的氨逃逸，因此SNCR脱硝装置的喷射系统采用浓度调节的方式，即不同负荷工况下的干尿素耗量虽有不同，但是喷射系统喷入炉内的稀尿素溶液体积流量和雾化风体积流量恒定。下图即为不同负荷工况下，SNCR装置向炉内喷入的物料总量。BMCR工况下SNCR装置各层喷枪的设计参数项目空气压力液体流量干尿素除盐水雾化风冷却风3炉前下层喷枪0.20MPa----225Nm/h33炉前中层喷枪0.20MPa275L/h×913

7、2.5kg/h2382.5kg/h181Nm/h225Nm/h33炉前上层喷枪0.20MPa275L/h×9132.5kg/h2382.5kg/h181Nm/h225Nm/h33尿素热解喷枪0.25MPa300L/h×4108kg/h1138.0kg/h528Nm/h2000Nm/h33合计373kg/h5903.0kg/h990Nm/h2675Nm/h备注：干尿素和除盐水的耗量数据取自供货技术协议，雾化风和冷却风的体积流量现场测定。BMCR工况下SNCR装置各层喷枪的运行参数项目空气压力液体流量干尿素除盐水雾化风冷却风3炉前下层喷枪0.20MPa----

8、225Nm/h33炉前中层喷枪0.20MPa275L/h×951.