（南通醋酸纤维有限公司，江苏南通市，226000） 冯亮亮 秦跃东 朱建国

1 锅炉概况

南通醋酸纤维有限公司75t/h旋风炉是武汉锅炉厂生产的WGZ75/3.82－16型锅炉，系单锅筒自然循环立式旋风燃烧液态排渣锅炉，旋风筒立式布置于锅炉前墙。主要燃烧过程是煤粉通过旋风筒顶部喷燃器喷入圆形截面的旋风筒中进行燃烧，旋风筒的后面串置辅助性的二次燃烧室，将燃粉燃烬。过热器分高、低温过热器，分别布置在水平烟道，采用喷水减温器进行汽温调节。锅炉尾部竖井布置了省煤器和空气预热器。锅炉制粉采用钢球磨中间储仓式热风送粉系统，制粉系统的乏气作为三次风送入二次室。锅炉主要参数见表1，设计煤种、校核煤种见表2。

锅炉改造之前存在的问题有，锅炉排烟温度高，正常运行（制粉系统运行）排烟温度170～210℃，高于设计排烟温度，受热面积灰严重，特别是空气预热器和省煤器，液态排渣受煤质、燃烧影响大，恶化时可导致排渣口堵塞、过渡烟道堵塞等，炉膛温度高，NOX排放浓度高达700～1 200mg/Nm3。

根据国家火电厂大气污染物排放标准要求，重点地区NOx排放不得超过100mg/Nm3。因此，对锅炉进行脱硝改造。

2 脱硝改造

2.1 增加OFA系统

在二次室增加设置1层燃尽风，喷口位置在标高10 800mm处，喷口直径φ250mm。OFA布置在左右侧炉墙，左侧炉墙设3个风口，右侧炉墙设2个风口，交叉布置。喷口中心向下倾斜20°。左右侧墙各设置一个风道风箱系统，从原二次风箱取风。左侧墙风道为550mm×550mm，风箱为650mm×650mm。右侧墙风尺寸为450mm×450mm，风箱550mm×550mm。

锅炉在燃用设计煤种BMCR工况下，锅炉所需总的燃烧空气量为：7.5×104Nm/h(26.86kg/s)，增加OFA系统后，总OFA风量为4.3kg/s，占总风量的16%，而旋风筒二次风量相应减少25%。

表1 75t/h旋风炉主要参数

表2 煤种分析

图1 燃尽风风口结构图

2.2 尾部受热面改造

为了安装SCR催化剂，必须对尾部受热面进行改造。锅炉SCR选择性催化还原反应的最佳温度为320～400℃，根据锅炉热力计算汇总表，SCR反应器适合布置于上级空气预热器和下级省煤器之间。由于原尾部受热面布置较为紧凑，不能直接在烟道内部放置SCR催化剂。为了布置SCR设备，须将锅炉尾部烟道的省煤器和空气预热器受热面进行调整。具体方案如下：

（1）反应器烟道自原上级预热器下部向后引出，然后向上，往后再向下经过3层催化剂反应器（最上一层备用），最后经过下级省煤器再返回原烟道。

（2）将原下级省煤器管组移至SCR反应器下部烟道内，由于锅炉原运行排烟温度偏高，并考虑到低氮燃烧器改造会使炉膛出口烟温升高，故将下级省煤器纵向排数增加12排，以降低排烟温度至160℃。

（3）将原下级预热器下组由立式光管改为卧式螺旋槽管预热器，预防低温腐蚀。

（4）为了让烟气气流在烟道内分布均匀，在烟道内设置了大颗粒收集装置、烟气导流板、烟气混合器和烟气整流装置等。

2.3 烟气脱硝SCR系统

SCR系统所需要的还原剂采用尿素溶液（母管浓度为50%，压力0.8MPa，温度50℃）。SCR喷枪布置在锅炉尾部烟道的上部拐弯处（低温过热器出口），在后墙布置4只SCR喷枪，每只喷枪上有1个喷头，喷枪伸入烟道内，将尿素溶液（经稀释水稀释后浓度约为5%）均匀喷入烟道内，采用雾化空气将还原剂雾化喷入高温烟气中，喷入点烟气温度约615℃，尿素溶液在炉内进行热解，生成NH3。

该系统配置一套SCR供给模块、一套SCR稀释计量模块、一套SCR分配模块。运行人员通过控制电动调节阀来控制总的尿素溶液流量。分配系统用于精确分配到每支喷枪的尿素用量和雾化空气。

3 NOx浓度的影响因素及控制策略

3.1 过量空气系数

氧量的变化直接影响NOx指标，一般控制炉膛出口氧量1%～2%之间，锅炉出口氧量3%～4%，CO不超过100ppm。

风量的多少影响锅炉对应负荷下的氧量，因此风量的多少应根据负荷变化及时调整。需要注意的是：锅炉负荷低于60t/h时，不应过于追求控制氧量而减少送风，这样会造成一次风量不足导致燃烧器回火以及锅炉壶口流渣不畅，此时应适当增加氧量、增加尿素溶液喷入量来控制NOx。

3.2 配风方式

燃烬风主要控制对象是CO，CO反映了前置炉燃烧还原性气氛程度。当锅炉工况稳定时，一般控制燃烬风开度30%～40%之间，CO含量不超过75ppm。当燃烬风逐渐开大时，NOx会随之降低，CO逐步升高。

一、二次风配比原则：首要是确保一次风压，在此前提下，为保证二次风刚性可尽量关小二次风小风门、开大二次风总风门。较小的一次室风率能够降低煤粉初始燃烧氧量，从而抑制NOx生成，保证二次风刚性可延长固定碳在一次室内燃烧时间。

当外界负荷波动较大时，燃烬风可以作为调节一、二次风率大小的手段，控制一次室燃烧气氛，从而抑制NOx生成，保证环保参数达标排放。

3.3 喷枪运行工况

当一只或多只喷枪管路堵塞时，NOx就难于控制，尿素用量大幅上升，氨逃逸大幅增加。最终导致过量氨与三氧化硫反应生成硫酸氢氨，堵塞空气预热器。

4 存在的问题及今后改进的方向

利用停炉之际，对旋风炉进行全面检查。发现两侧二次风口均有较为严重的变形，结焦严重，占风口通道面积约40%。二次室结焦严重；积灰严重，尤其是催化剂及各处水平烟道。运行一段时间后内部阻力增加，脱硝效率下降，氨逃逸增加，严重时限制锅炉带负荷能力。催化剂内积灰板结，难以彻底清理。

针对低氮燃烧的负面影响，提出今后改进的方向：提高二次风口与燃尽风口材质的耐热性；尾部烟道的吹灰器更换成大功率声波吹灰器；对尾部烟道烟气流场进行优化；运行期间加大氨逃逸的考核。

[1]钟礼金，宋玉宝.锅炉SCR烟气脱硝空气预热器堵塞原因及解决措施[J].热力发电,2012,41(8):45-48.

[2]HansJensen-Holm,Nan-YUTopsoe,崔建华.选择催化还原（SCR）脱硝技术在中国燃煤锅炉上的应用（上）[J].热力发电，2007（8）:13-18.

[3]Hans Jensen-Holm,Nan-YU Topsoe,崔建华.选择催化还原（SCR）脱硝技术在中国燃煤锅炉上的应用（下）[J].热力发电，2007（9）:10-15.