導讀：國投晉城熱電有限公司一期2×300MW機組采用的BWb-1065/17.5-M型鍋爐，由北京巴布科克˙威爾科克斯有限公司生產(chǎn)?鍋爐為單爐膛平衡通風、中間一次再熱、亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)單汽包鍋爐。設計及校核煤種為無煙煤。采用“W”形火焰燃燒方式。
　　
　　W型火焰鍋爐主要燃燒低揮發(fā)份煤種，因此它的爐膛結(jié)構(gòu)，燃燒器布置、送風方式、粉風配比等因素都按照符合低揮發(fā)份煤的燃燒特點來設計。
　　
　　它的燃燒室由兩部分組成，上部是輻射爐室，下部為拱形的燃燒室，燃燒室的深度一般比輻射爐室大80%-120%，前面突出部分的頂部構(gòu)成拱體，煤粉氣流和二次風噴嘴裝設在拱體上，下噴的煤粉氣流接受爐膛輻射對流換熱著火后向下伸展。在燃燒室下部的前后墻上布置有三次風噴口，主要補充煤粉燃盡所需的其余空氣量，同時將下沖的火焰氣流沖折轉(zhuǎn)向上，沿爐室中軸線上升，從而形成W型火焰。輻射爐室的作用則是進一步完成煤粉的燃燒，并使燃燒產(chǎn)物通過與受熱面之間的換熱后降到設定的爐膛出口溫度。
　　
　　W型火焰鍋爐爐膛下部著火區(qū)域幾乎全部由耐火材料覆蓋形成絕熱層，爐膛zui高溫度接近煤的理論燃燒溫度，溫度往往在1500℃以上，目的是保證難燃燒的無煙煤穩(wěn)定著火燃燒，同時為提高煤粉燃盡性能，運行中又控制較高的省煤器出口氧量(4%～5%)，除了燃料型NOx受很高的燃燒溫度影響而大量生成外，熱力型NOx也在急劇增加，zui終導致了NOx排放濃度居高不下。
　　
　　目前煤粉爐中W型火焰鍋爐NOx的排放濃度zui高，為1000mg/cm3～1500mg/cm3左右。燒煙煤的四角切圓鍋爐由于煙煤的揮發(fā)分含量高，同時煤的著火性好，燃燒過程中采用較低的空氣系數(shù)，爐膛溫度也較低，NOx排放濃度比W型火焰鍋爐降低了200mg/cm3～300mg/cm3。而循環(huán)流化床鍋爐燃燒溫度更低(850℃～900℃)，其NOx排放濃度都小于200mg/cm3。
　　
　　基于以上原因，國投晉城熱電有限公司兩臺鍋爐脫硝系統(tǒng)及裝置，采用脫硝效率zui高的選擇性催化還原法(SCR)，效率不小于85%。脫硝系統(tǒng)運行時入口NOx含量數(shù)值為1100mg/Nm3，脫硝反應器出口處煙氣中NOx含量不大于165mg/Nm3，滿足國家環(huán)保標準對W型火焰鍋爐的NOx排放量小于200mg/Nm3的要求。
　　
　　1、SCR脫硝系統(tǒng)介紹
　　
　　1.1、SCR脫硝原理
　　
　　SCR技術(shù)是還原劑在催化劑作用下，選擇性地與NOx反應生成N2和H2O，而不是被O2所氧化，故稱為“選擇性”?；痉磻匠淌綖椋?br />　　
　　1.2、SCR系統(tǒng)概述
　　
　　兩臺W型火焰鍋爐還原劑使用液氨，液氨蒸發(fā)系統(tǒng)采用蒸汽加熱形式。每臺鍋爐配有兩臺SCR反應器，每臺SCR反應裝置設置二層蜂窩狀催化劑，并留有遠景增加第三層催化劑的空間。脫硝裝置反應器布置采用高灰布置方案，布置在省煤器和空預器之間、電除塵器入口煙道上方，并設置SCR煙氣全旁路系統(tǒng)。
　　
　　煙氣脫硝裝置從布置上可分為氨區(qū)和SCR區(qū)，從系統(tǒng)功能上可主體分為脫硝劑存儲和供應、脫硝反應兩個系統(tǒng)。
　　
　　脫硝劑存儲和供應系統(tǒng)主要為脫硝反應系統(tǒng)(SCR裝置)提供氨氣供脫硝反應使用，包括液氨卸料壓縮機、液氨儲罐、液氨蒸發(fā)器、氣氨緩沖罐、氨氣稀釋罐、廢水池、廢水泵。廠外的液氨由液氨槽車運至液氨卸料站，利用液氨槽車自身壓力、氨卸料壓縮機增壓的方式將液氨由槽車輸入至液氨儲罐內(nèi)儲存，依靠儲罐內(nèi)自身壓力或利用液氨供應泵將液氨儲罐中的液氨輸送到液氨蒸發(fā)器內(nèi)經(jīng)蒸汽加熱蒸發(fā)為氨氣，并通過氣氨緩沖罐來穩(wěn)定其壓力后送達脫硝反應區(qū)。液氨儲存及氣氨蒸發(fā)系統(tǒng)緊急排放的氨氣則排入氨氣稀釋罐中，經(jīng)水吸收后排入廢水池，再經(jīng)由廢水泵打至工業(yè)廢水池進行集中處理。
　　
　　脫硝反應系統(tǒng)主要是由煙氣系統(tǒng)、氨、空氣混合系統(tǒng)、氨噴射稀釋系統(tǒng)、SCR反應器、催化劑、吹灰及控制系統(tǒng)組成。氨氣和空氣在混合器和管路內(nèi)進行稀釋、均勻混合后，通過氨噴射系統(tǒng)與煙氣在省煤器出口處接觸，經(jīng)靜態(tài)混合器與煙氣充分混合，進入省煤器出口的兩個反應器中，進行脫硝反應。當脫硝反應系統(tǒng)故障需停下檢修時，煙氣從100%煙氣旁路通過，確保鍋爐連續(xù)正常運行。每臺機組的脫硝反應區(qū)設置16臺聲波吹灰器。
　　
　　2、SCR脫硝系統(tǒng)運行中的注意事項
　　
　　2.1、SCR反應區(qū)吹灰器的運行
　　
　　a)運行中反應器內(nèi)催化劑會出現(xiàn)積灰，而出現(xiàn)堵孔現(xiàn)象，必須監(jiān)視催化劑層前后的壓差。當反應器的差壓比正常的差壓增加超過10%時，增加吹灰次數(shù)。嚴禁差壓>800Pa;
　　
　　b)機組啟動、運行、停止過程，必須嚴格控制和調(diào)整燃燒，以降低進入反應區(qū)的可燃物，防止SCR區(qū)沉積可燃物而出現(xiàn)二次燃燒。在鍋爐停機前，務必投用吹灰一次，以免有飛灰附著在催化劑上，而鍋爐停爐后飛灰冷卻黏附在催化劑上;
　　
　　c)鍋爐點火后進行連續(xù)吹灰，程序控制;
　　
　　d)當SCR反應塔入口煙氣溫度較底時，應適當增加吹灰次數(shù)。
　　
　　2.2、催化劑的運行
　　
　　催化劑設計溫度為313℃～420℃。為延長催化劑壽命，煙氣長期zui低溫度為313℃，短期運行zui低溫度為280℃，短期運行zui長時間為10h，需要相同時間(10h在350℃以上)恢復催化劑活性。
　　
　　SCR反應器內(nèi)催化劑能滿足煙氣溫度不高于420℃的情況下長期運行，同時能承受運行溫度450℃(每次不低于5h，一年不低于3次)考驗，而不產(chǎn)生任何損壞。
　　
　　2.3、氨氣的防護
　　
　　氨氣有劇烈的刺激和臭味，具有腐蝕性，濃度高的氨氣，會直接侵害眼睛，咽喉等部位，引起呼吸困難，支氣管炎，肺炎等，嚴重時會導致死亡。同時具有可燃性，氨的燃點是651℃，與空氣混合15%～28%(體積比)或與氧氣混合14.8-79%(體積比)時遇火源即刻爆炸。所以在就地操作時注意防護措施。
　　
　　2.4、空預器的運行注意事項
　　
　　煙氣中含有SO2，設置在脫硝裝置下游的空預器冷端的工作溫度范圍，是有利于NH4HSO4的析出。它與煙中的飛灰粘在一起，粘附在空預器的傳熱元件上，從而導致空預器壓差的升高，所以運行中要監(jiān)視空預器的前后壓差，加強空預器的吹灰。