燃煤鍋爐深度調(diào)峰時(shí)如何保證煙氣溫度達(dá)到SCR脫硝要求

 前言

自去年6月份至今提升燃煤火電靈活性是電力圈的熱門話題，其中靈活性包含了：1）運(yùn)行靈活性（20%~40%額定負(fù)荷深度調(diào)峰、2~4h快速啟停、2%~5%MW/min爬坡能力），2）燃料靈活性，3）低負(fù)荷工況下保證煙溫滿足脫硝要求，4）同比工況下不犧牲鍋爐效率，5）對(duì)于熱電機(jī)組實(shí)現(xiàn)熱電解耦等幾大方面。

國內(nèi)電力行業(yè)都在探尋一條切實(shí)可行的提升燃煤火電靈活性的道路，本文重點(diǎn)說一說深度調(diào)峰時(shí)如何保證煙氣溫度達(dá)到SCR脫硝要求。

一、問題的提出

自國家《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》頒布實(shí)施以來，燃煤發(fā)電行業(yè)基本都已進(jìn)行了SCR煙氣脫硝改造，其運(yùn)行時(shí)必須要求煙氣溫度達(dá)到320℃以上。

在靈活性改造形勢(shì)下，要求機(jī)組超低負(fù)荷（＜40%額定負(fù)荷）運(yùn)行，但超低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)煙氣溫度（＜320℃）滿足不了SCR催化劑運(yùn)行要求，怎么辦？

二、解決問題的常規(guī)措施

針對(duì)上述問題，國內(nèi)多采用分割布置省煤器、0號(hào)高加、省煤器旁路等措施，提高煙氣溫度，促使煙氣溫度達(dá)到SCR催化劑運(yùn)行要求；

但上述措施皆是就問題而解決問題，沒有將提升燃煤火電靈活性與低負(fù)荷下保證SCR入口煙溫進(jìn)行全方位的研究，其解決方案都是建立在鍋爐傳統(tǒng)燃燒方式上的，其提升煙溫幅度有限、降低了鍋爐效率、投資成本比較高。

針對(duì)目前相關(guān)常規(guī)措施的不足，重慶富燃科技股份有限公司研發(fā)并應(yīng)用了富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)。

三、富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)

1、技術(shù)介紹

所謂富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)，系利用自穩(wěn)燃燒原理，采用主動(dòng)燃燒穩(wěn)定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制方法，實(shí)施燃煤火電靈活性改造，確保鍋爐本質(zhì)安全，保證機(jī)組靈活性的實(shí)施。

裝置整體運(yùn)行安全、控制簡(jiǎn)單、易行，達(dá)到燃煤火電機(jī)組靈活性技術(shù)要求。

能夠?qū)崿F(xiàn)：1）20%~30%額定負(fù)荷調(diào)峰；2）2%~5%額定負(fù)荷/min快速爬坡；3）2~4h快速啟停；4）超低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)進(jìn)入SCR前煙氣溫度≥320℃；5）優(yōu)化熱電機(jī)組儲(chǔ)熱裝置；6）同比工況下不降低鍋爐效率；7）同比工況下不增加NOx排放；8）增強(qiáng)燃料靈活性。

本文命名為《燃煤鍋爐深度調(diào)峰時(shí)如何保證煙氣溫度達(dá)到SCR脫硝要求》，我就重點(diǎn)說說應(yīng)用富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)后是如何實(shí)現(xiàn)深度調(diào)峰時(shí)煙氣溫度達(dá)到SCR催化劑反應(yīng)要求的。

2、如何實(shí)現(xiàn)超低負(fù)荷脫硝溫度滿足要求？

以四角切圓燃燒鍋爐為例，富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)，將鍋爐下部一層一次風(fēng)煤粉燃燒噴口及上部一層一次風(fēng)煤粉燃燒噴口，改造為富氧燃燒提升燃煤火電靈活性裝置。

各位電力圈的朋友都知道，爐內(nèi)燃燒時(shí)底層燒壓力、上層燒溫度。上述技術(shù)通過多點(diǎn)（主要指上部富氧燃燒提升燃煤火電靈活性裝置）小空間自穩(wěn)燃燒方式，提高煙氣溫度，確保任何工況下SCR入口煙溫皆≥320℃；

優(yōu)點(diǎn)：1）提升煙溫幅度大，調(diào)節(jié)靈敏，通過上層投煤量調(diào)節(jié)；2）一次性解決了鍋爐側(cè)靈活性運(yùn)行問題；3）使主汽溫度盡快達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)條件；4）不降低鍋爐效率；5）投資成本較低。

案例1：重慶富燃科技與某電廠（200MW四角切圓鍋爐）聯(lián)合實(shí)施斷層燃燒應(yīng)用中，在相同工況條件下，將下部A/B層的煤粉移至上部C/D層燃燒時(shí)，可以提高SCR入口煙溫40℃以上。

案例2：重慶富燃科技在某電廠300MW機(jī)組富氧燃燒提升機(jī)組靈活性應(yīng)用中，在鍋爐無輔氣冷態(tài)啟動(dòng)階段，利用富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了A、D（底層和頂層）層富氧燃燒器的多層投多點(diǎn)運(yùn)，從而大幅提升了煙氣尾道轉(zhuǎn)向室（水平煙道）升溫速率，快速建立鍋爐煙氣熱循環(huán)，改善燃燒工況，實(shí)現(xiàn)了SCR的提前投運(yùn)，破解了啟動(dòng)過程中SCR滯后投運(yùn)的難題。在鍋爐低負(fù)荷調(diào)峰階段，靈活地投運(yùn)D層富氧燃燒器，提升了煙氣溫度，確保煙溫（≥320℃）滿足SCR投運(yùn)要求。

3、應(yīng)用案例

2016年5月，重慶富燃科技對(duì)某電廠#2爐進(jìn)行了富氧燃燒改造，在#2爐A層、D層共8臺(tái)原燃燒器的一次風(fēng)煤粉噴口幾何尺寸、形狀不變的基礎(chǔ)上，改造為富氧燃燒系統(tǒng)，從而滿足富氧燃燒提升火電靈活性技術(shù)要求。

配套安裝：超低溫真空智能儲(chǔ)罐、氧氣控制器、燃油預(yù)處理系統(tǒng)、靈活性一體化控制系統(tǒng)、相關(guān)配套管線。

投運(yùn)A層4臺(tái)富氧燃燒器，最低達(dá)到了21%額定負(fù)荷（65MW）超低負(fù)荷調(diào)峰，在低負(fù)荷時(shí)，靈活投運(yùn)D層富氧燃燒器，提升了煙氣溫度，確保煙溫滿足SCR投運(yùn)要求（＞320℃）；

在機(jī)組快速升負(fù)荷時(shí)，通過多點(diǎn)靈活地投運(yùn)A/D層富氧燃燒器，實(shí)現(xiàn)了鍋爐爬坡能力達(dá)到3.5%額定負(fù)荷/min，同時(shí)實(shí)現(xiàn)燃用貧煤、無煙煤，提升了燃料靈活性。

應(yīng)用富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)的多點(diǎn)多層投運(yùn)方式，能夠滿足火電靈活性中快速升溫升壓的要求，可有效縮短鍋爐各種狀態(tài)下的啟動(dòng)時(shí)間。尤其在停機(jī)調(diào)峰過程中，鍋爐基本屬于熱態(tài)啟動(dòng)，此時(shí)溫度損失大于壓力損失，如按常規(guī)啟動(dòng)方式，不能快速提升主汽溫和再熱汽溫，導(dǎo)致機(jī)組不能滿足靈活性要求。應(yīng)用富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)進(jìn)行熱態(tài)啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間可縮短至≤4h。

其次，應(yīng)用富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)能夠快速建立鍋爐煙氣熱循環(huán)，盡快改善燃燒工況，對(duì)啟動(dòng)期間爐內(nèi)燃燒安全提供保障。

四、結(jié)束語

1、只有鍋爐側(cè)實(shí)現(xiàn)了深度調(diào)峰，才存在機(jī)組整體靈活性，以及深度調(diào)峰時(shí)如何脫硝的問題，所以我們首要解決的問題應(yīng)該是鍋爐側(cè)的靈活性；

2、解決鍋爐靈活性后還能夠滿足SCR脫硝運(yùn)行要求，投資成本還不高，這無疑就是最完美的解決方案了；

3、口說無憑，歡迎各位電力圈的朋友到重慶進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察、品嘗重慶特色、領(lǐng)略山城之美。