600MW机组全负荷脱硝的控制策略与应用

各级环保部门对燃煤机组污染物排放要求日益提高，燃煤机组全负荷污染物排放合格成为一项新课题。三项污染物中，启停阶段脱硝装置无法投入、烟气含氧量高污染物折算值高等原因引起超标事件频繁发生。我厂运用精益化管理工具对全负荷区间脱硝SCR投入率控制问题进行深入分析和剖析，制定专项措施予以改进，通过试验摸索，不断的优化改进控制策略，在不进行设备改造的前提下，保证机组在全负荷区间内实现氮氧化物的达标排放。
国家和地方政府部门对燃煤机组三项污染物排放的要求愈来愈高，火电厂在任何运行负荷时，都必须达标排放。各地方环保部门也以各种方式要求提高脱硝、脱硫、除尘设施的投运率。三项污染物的超标将引起排污费的增加、环保电价的没收，直接影响电厂的收入。而机组启停阶段、低负荷阶段氮氧化物超标排放中占总超标时间的80%以上，必须采用有效的运行调整手段，提高脱硝SCR的投入率，实现机组全负荷段污染物达标排放。
1、启停阶段提高脱硝SCR投入率控制策略
1.1优化调整最低连续喷氨温度
在机组启动时，选取锅炉点火启动阶段燃用的典型煤种，分析启动阶段烟气成分中的NOX、SO2、氧量、湿度、烟气温度，计算SO2→SO3转换率，推算出当烟气温度为280℃时，现有烟气状况不会导致形成硫酸铵化合物而沉积于SCR催化剂表面，此外考虑到机组启动后烟温逐步进入催化剂合适的反应温度，即使部分冷凝沉积的硫酸铵化合物也会逐步随温度提高蒸发，冷凝的氨也将反应消失，不会对催化剂活性造成不可逆的损害。依据分析研究，逐步将脱硝装置投入烟温由310℃调整至295℃。
1.2提高脱硝系统入口烟温措施
1)机组启动前，提前投入除氧器加热，将除氧器水温加热至100℃以上，提高锅炉给水温度，减少省煤器换热温差，从而减少省煤器的对流换热量，使省煤器的出口烟温提高，汽机冲转后尽早投运高加等多手段并举，提高锅炉省煤器进口给水温度，从而提高省煤器出口烟温。控制锅炉给水流量均匀，避免给水流量波动造成省煤器烟气温度波动。机组启动阶段锅炉炉水品质合格后，控制锅炉换水量，避免除氧器加热量不足。
2)合理利用再热器烟气挡板，在机组启动初期，再热器蒸汽流量较小，可适当保持再热器侧烟气挡板较大开度，保证更大流量的烟气经过再热器，减少烟气在低温过热器的换热，可有效提高SCR入口烟温。
3)停炉前，如炉内检修工作，可不进行锅炉吹灰，减少启动阶段受热面吸热。
4)投入余热利用系统二次风暖风器，二次风温提高至50℃以上，提高二次风温，提高炉膛出口温度。
5)机组并网前，适当延长汽机暖机时间，锅炉提高燃烧率，总燃料量提高至40t/h，汽机高压旁路保持在60%以上，提高锅炉烟温，尽早投入脱硝系统，同时保证并网可快速带负荷。
6)脱硝投入后，尽快加负荷，提高SCR入口烟气温度至330℃以上。
7)采用配风调整的方式，适当增加一次风量，二次配风可采取适当开大燃尽风，其他采用倒宝塔配风，减少NOx生成量，同时提高火焰中心，提高尾部烟气温度。
8)优化燃烧调整。机组启动阶段，优化组合磨投运方式，适当安排上层磨组运行，同时增加上层磨组的出力，抬高火焰中心的位置，从而达到SCR入口烟气温度的目的。
1.3优化操作流程，提高运行人员操作积极性
1)机组启动阶段，分阶段控制锅炉升温升压速度及主再热蒸汽温度及压力变化速度，尽量减少锅炉从点火并网时间, 2)提高各阶段水质标准，严格按标准水质合格后再进行下一步操作，优化取样化验流程，锅炉冲洗阶段每半小时化验一次汽水品质，保证最短时间内获取水质报告。
3)并网前提前启动第二台磨煤机，并网后及时启动第二台给煤机，控制并网后总风量控制在1000-1050t/h，锅炉氧量控制在6-7%，待烟尘合格后再适当增加总风量。
4)现场缺陷较集中的制粉系统检修人员、煤仓疏通人员在启机过程全程待命，保证缺陷处理的及时率。
5)将降低污染物排放的措施要求固化到启停机操作卡中，做到按程序不漏项。
1.4合理利用环保考核办法，避免均值超标
1)并网时间尽量在整点过后15分钟内并网，并网后快速加负荷，烟温达到后尽早投入脱硝系统，保证该时段小时均值达标，此外满足机组在低负荷运行时间超过40分钟，如发生超标可算启停阶段超标，不计入电价考核。
2)机组解列时间，选择在小时时间段的后半段，半点后加快降负荷速度，在整点前机组解列，保证小时均值不超标。
2.实施效果
不断完善降低启停阶段污染物排放的控制措施，并将措施固化到启停机操作票中，经过多次启停机操作并逐步修订完善，现已基本达到了机组全负荷段三项污染物排放达标。
2.1机组启动阶段污染物控制效果
2016年全年启动10次，其中7月-11月#1、2机组共启动6次，其中NOX超标0次，烟尘超标1次，SO2超标0次。
2.2机组停机阶段污染物控制效果
2016年全年停机9次，2016年7月-11月#1、2机组共停机5次，其中NOX超标0次，烟尘超标0次，SO2超标0次。
3改进方向
3.1加强与催化剂公司沟通联系，定期化验催化剂活性，验证低负荷时段脱硝装置投入后对催化剂的影响。
3.2定期进行喷氨均匀性试验，通过SCR入口流场模拟和NOx浓度场的分布，调整格栅式喷氨，保证SCR出口NOx浓度均匀。低负荷脱硝装置投入，合理控制喷氨量，将逃逸控制在较低水平。
3.3加强对空预器差压的监视，对空预器换热面做到逢停必查原则，一旦发现空预器有堵灰现象，及时采取措施。
3.4在机组低负荷及启停阶段尽量考虑燃用低硫含量的煤等，减少SO3的产成量，从而减少与NH3的反应量，降低最低喷氨温度限制，减少催化剂及空预器的堵塞几率。
3.5机组停机与启机过程相反，催化剂温度逐步降低，积存在催化剂微孔的氨和氨盐不能有效蒸发，最终将固化最导致催化剂活性逐步降低，因此机组停运过程中应适当提高最低连续喷氨温度。
4.总结 机组全负荷段污染物控制关键在启停机和低负荷阶段，而此期间三项污染物控制的难点在脱硝SCR系统投入率。在日趋严格的环保政策下，实施全负荷脱硝是必经之路，在锅炉未进行脱硝系统技术改造时，通过运行优化调整尽快提高脱硝反应器入口温度，提高脱硝系统投入率，是燃煤机组采取的最切实有效的方法。更多环保政策，请关注
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