國家和地方政府部門對燃煤機組氮氧化物排放的要求愈來愈高，火電廠在任何運行負(fù)荷時，都必須達(dá)標(biāo)排放。各地方環(huán)保部門也以各種方式要求提高脫硝的投運率。氮氧化物的超標(biāo)將引起排污費的增加、環(huán)保電價的沒收，直接影響電廠的收入。因此進(jìn)行研究和試驗，探索機組低負(fù)荷及啟動階段提高脫硝投運率和NOx達(dá)標(biāo)排放率勢在必行。

通過優(yōu)化運行方式調(diào)整及安全前提下降低噴氨溫度，達(dá)到提高脫硝投運率的目的，最終實現(xiàn)300MW及以上機組在并網(wǎng)前投入噴氨，300MW以下機組并網(wǎng)后3小時內(nèi)投入噴氨。

優(yōu)化調(diào)整最低連續(xù)噴氨溫度

當(dāng)前大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的脫硝催化劑活性最佳反應(yīng)溫度段位于320-420℃，當(dāng)SCR入口煙氣溫度低于該溫度范圍，煙氣中的三氧化硫、水蒸汽與氨氣發(fā)生反應(yīng)，在催化劑位置形成的硫酸氫銨吸附飛灰會堵塞催化劑通道和微孔，降低催化劑的活性和脫硝效率，同時會對下游設(shè)備比如空預(yù)器、除塵器、風(fēng)機等產(chǎn)生堵塞、積鹽等現(xiàn)象。經(jīng)多家單位試驗及科研研究，根據(jù)煙氣中的三氧化硫、水蒸氣、噴氨流量含量進(jìn)行動態(tài)調(diào)整最低連續(xù)噴氨溫度是可行的，具體要求如下：

1、動態(tài)調(diào)整最低噴氨溫度。通過脫硝SCR入口SO3含量(若沒有測量SO3，可用SO2代替)、脫硝效率等變量進(jìn)行動態(tài)設(shè)定最低連續(xù)噴氨溫度，同時根據(jù)催化劑廠家提供的技術(shù)資料和最低允許噴氨曲線，逐步降低最低噴氨溫度，并對試驗情況及下游設(shè)備做好全面分析，確保安全穩(wěn)定運行。

2、做好噴氨均勻性試驗。通過SCR入口流場模擬和噴氨均勻性測試，調(diào)整渦流混合器或格柵式噴氨的均勻性。同時對溫度測點的布置、NOx測點布置的采樣代表性進(jìn)行優(yōu)化，對氨逃逸率監(jiān)測儀表進(jìn)行選型優(yōu)化，提高主要數(shù)據(jù)監(jiān)測的準(zhǔn)確性。定期對SCR進(jìn)行性能檢測和停機期間催化劑取樣活性檢測，有利于SCR入口最低噴氨溫度的合理控制和驗證。

3、做好燃燒調(diào)整及燃用低硫煤。通過鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整來提高低氮燃燒器降氮效果，減少NOX的產(chǎn)生量，從而減少噴氨量;在機組低負(fù)荷及啟停階段盡量考慮燃用低硫含量的煤等，減少SO3的產(chǎn)成量，從而減少與NH3的反應(yīng)量，降低最低噴氨溫度限制，減少催化劑及空預(yù)器的堵塞幾率。

4、停機過程慎重降低噴氨溫度。催化劑的微孔極易引起毛細(xì)冷凝現(xiàn)象，機組啟動后煙溫逐步進(jìn)入催化劑合適的反應(yīng)溫度，部分冷凝的氨與氨鹽會逐步隨溫度提高而反應(yīng)消失，但機組停機后催化劑溫度降低使積存在微孔的冷凝物固化最終導(dǎo)致催化劑活性逐步降低，因此要求機組停運過程中慎重降低最低連續(xù)噴氨溫度。

提高SCR入口煙氣溫度

根據(jù)機組運行中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，運行中影響脫硝系統(tǒng)投運條件中的煙溫的主要因素為機組負(fù)荷、鍋爐總風(fēng)量、低再進(jìn)口汽溫、省煤器給水溫度、尾部煙道調(diào)溫?fù)醢宓拈_度、主再熱汽溫等，各單位可以根據(jù)自身機組特性，對以上影響煙溫的各個因素進(jìn)行分析研究，提出運行優(yōu)化措施，以下為部分措施建議，不限于此：

1、提高給水溫度。提高鍋爐給水溫度，可以減少省煤器換熱溫差，從而減少省煤器的對流換熱量，使省煤器的出口煙溫提高，通過提高除氧器水溫、盡早投運高加、優(yōu)化加熱器端差等多手段并舉，提高鍋爐省煤器進(jìn)口給水溫度，從而提高省煤器出口煙溫。

2、優(yōu)化燃燒調(diào)整。機組在低負(fù)荷段運行時，優(yōu)化組合運行磨組，適當(dāng)安排上層磨組運行，同時增加上層磨組的出力，抬高火焰中心的位置，從而達(dá)到SCR入口煙氣溫度的目的。采用配風(fēng)調(diào)整的方式，適當(dāng)增加一次風(fēng)量，二次配風(fēng)可采取適當(dāng)開大燃盡風(fēng)，其他采用倒寶塔配風(fēng)，減少NOx生成量，同時提高火焰中心，提高尾部煙氣溫度;在進(jìn)行二次風(fēng)配風(fēng)調(diào)整時，必須注意保證備用燃燒器的冷卻通風(fēng)要求。

3、優(yōu)化鍋爐吹灰。在機組正常運行中通過適當(dāng)減少尾部煙道的吹灰頻度，爐膛短吹、尾部煙道的長吹應(yīng)根據(jù)鍋爐的汽壁溫情況及爐膛觀火的實際情況進(jìn)行合理的選擇，控制合理的省煤器出口煙溫。

4、優(yōu)化尾部煙道調(diào)溫?fù)醢暹\行方式。對于有尾部煙道調(diào)溫?fù)醢宓腻仩t，可通過開大再熱器側(cè)的煙氣擋板開度，提高再熱器側(cè)高溫?zé)煔夥蓊~、減少省煤器側(cè)低溫?zé)煔夥蓊~的方法，提高SCR入口煙氣溫度。

5、優(yōu)化機組啟動方式。在機組啟動階段，通過提高高旁閥后溫度從而提高低再進(jìn)口汽溫;通過開大再熱器側(cè)煙氣旁路擋板(若有)，提高再熱器側(cè)煙氣通流量;提高給水溫度等手段提高省煤器出口煙氣溫度，使SCR區(qū)域盡快達(dá)到噴氨允許溫度。

6、優(yōu)化機組停運方式。在機組停運階段，負(fù)荷保持在較高工況進(jìn)行滑參數(shù)，以滿足脫硝投運條件;機組滑參數(shù)過程中，在主、再熱蒸汽溫度可控，且能達(dá)到滑參數(shù)停機的目標(biāo)前提下，應(yīng)盡力利用旁路保持鍋爐在相對高負(fù)荷運行，推遲脫硝系統(tǒng)的撤出;滑停期間，合理控制各倉位燒空時間，減少機組在低負(fù)荷運行時間。

選用適當(dāng)?shù)姆桨高M(jìn)行技術(shù)改造

當(dāng)前適用于提高脫硝投運率的技術(shù)改造主要有，設(shè)置省煤器煙氣旁路、設(shè)置省煤器給水旁路、省煤器增加中間集箱進(jìn)行分級、分級布置省煤器和提高鍋爐給水溫度等改造技術(shù)方案，下面對各種方式進(jìn)行簡要介紹，適當(dāng)做優(yōu)缺點分析，各單位可以根據(jù)自身機組特性及需要做適當(dāng)選擇，不做強制要求。

1、設(shè)置省煤器煙氣旁路

從鍋爐省煤器前或低溫過熱器(低溫再熱器)前引出高溫?zé)煔?，通過旁路煙道、調(diào)節(jié)擋板與進(jìn)入SCR反應(yīng)器的煙氣混合來調(diào)節(jié)SCR入口煙溫，高負(fù)荷時關(guān)閉擋板門，低負(fù)荷時調(diào)節(jié)擋板門開度，以達(dá)到機組低負(fù)荷運行時脫硝設(shè)施投運的溫度條件。

優(yōu)缺點：該方案投資成本低，煙氣溫度調(diào)節(jié)方便，調(diào)節(jié)范圍較寬泛。調(diào)節(jié)擋板長期處于高溫區(qū)，其嚴(yán)密性、靈活性對能否達(dá)到調(diào)節(jié)目的非常重要。若調(diào)節(jié)擋板變形造成關(guān)閉不嚴(yán)，則將使高溫?zé)煔獗淮罅繜o謂旁路，影響鍋爐效率;若調(diào)節(jié)擋板發(fā)生卡澀，則其會失去調(diào)節(jié)的作用。此外，由于旁路的煙氣量較大，煙氣混合時的氣流擾動還會造成混合后溫度分布的不均勻，需要通過數(shù)值模擬尋找最佳高溫?zé)煔饨尤朦c和接入方式。

3、設(shè)置省煤器給水旁路

省煤器給水旁路的方法是從省煤器進(jìn)口集箱以前直接將部分給水短路，給水旁路在低負(fù)荷時通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)旁路給水流量，使省煤器進(jìn)口水量減少來降低省煤器的吸熱，從而提高省煤器的出口煙溫。

優(yōu)缺點：該方案改造設(shè)備少，投資費用也低。但由于水側(cè)換熱系數(shù)要比煙氣側(cè)的換熱系數(shù)高出近2個數(shù)量級，給水流量變化雖然影響水側(cè)換熱系數(shù)，但對省煤器總的傳熱系數(shù)影響很小，省煤器的吸熱量減少有限，該方案對煙氣溫度的調(diào)節(jié)范圍有限。同時本方案同樣會導(dǎo)致低負(fù)荷排煙溫度的上升，影響鍋爐效率。

4、省煤器增加中間集箱進(jìn)行分級

原省煤器受熱面面積不變，把省煤器分成高溫段和低溫段，在兩級省煤器中間增加一個中間集箱和一套流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于旁路進(jìn)入低溫段省煤器的水量。在低負(fù)荷時，通過逐步減小省煤器低溫段流量，使低溫段省煤器吸熱量降低，從而提高省煤器的出口的煙溫。

優(yōu)缺點：該方案的中間集箱位置為整個改造的關(guān)鍵點，其決定了在低負(fù)荷時，進(jìn)入下級省煤器的煙氣溫度范圍，需使得該溫度略低于省煤器內(nèi)的飽和水溫度，以保持下級省煤器安全性，即使極端情況時，下段省煤器內(nèi)有汽化現(xiàn)象，考慮低負(fù)荷下該段省煤器煙氣溫度較低，受熱面管材也是安全可靠的。本方案同樣會在低負(fù)荷時導(dǎo)致排煙溫度的上升，影響鍋爐效率。

5、省煤器分級布置

將部分省煤器面積轉(zhuǎn)移布置到SCR反應(yīng)器之后的煙道中，從而使反應(yīng)器進(jìn)口煙溫得到提高，這種布置基本上不改變水汽系統(tǒng)和煙風(fēng)系統(tǒng)的流程，不影響鍋爐的運行操作和效率。對于鍋爐排煙溫度偏高的鍋爐，還可考慮適當(dāng)?shù)卦黾覵CR反應(yīng)器后的省煤器面積，以降低排煙溫度，提高鍋爐效率。

優(yōu)缺點：該方案優(yōu)點在于不影響鍋爐整體效率的前提下提高了SCR入口煙氣溫度。缺點是改造工作量較大，投資費用也高。同時，本方案使機組在全負(fù)荷范圍內(nèi)提高了反應(yīng)器進(jìn)口煙溫，必須考慮在高負(fù)荷時進(jìn)口煙溫是否存在過高的問題。此外，實施脫硝改造工程時應(yīng)考慮SCR反應(yīng)器下部有無安裝省煤器空間及鋼結(jié)構(gòu)荷載不足的問題。