余富

【摘  要】在国家"十二五环保规划"中，氮氧化物将成为继二氧化硫之后的实行总量控制的污染物。对于总量控制消减主要来源于电厂的烟气脱硝、燃煤锅炉的烟气脱硝、机动车尾气治理等方面。工业中主要使用还原剂（氨气、尿素、烷烃等）与氮氧化物发生化学反应中和掉氮氧化物，工艺主要有选择性催化还原法（SCR）和选择性非催化还原法（SNCR）等，氨气与氮氧化物反应后生成氮气与水，从而达到无污染排放。

【关键词】NOx;还原法;脱硝;环保

引言

“NOx”物是指由氮、氧两种元素组成的化合物。氮氧化物可刺激肺部，使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病，呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者，会较易受二氧化氮影响。空气中的NO和NO2通过光化学反应，相互转化而达到平衡。在温度较大或有云雾存在时，NO2进一步与水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分——硝酸（HNO3）。

基本情况：习水电厂4×135MW机组分别于2001年9月、2002年1月、2002年7月、2002年10月建成投产。由于机组原设计未考虑建设脱硝系统，锅炉实际运行时NOx排放浓度已不能满足《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）的氮氧化物排放限值。为积极适应最新颁布实施的《中华人民共和国环境保护法》，履行央企社会责任，延续习水电厂生存寿命，于2015年3月至11月进行了脱硝改造。

烟气脱硝改造工程采用低氮燃烧器+SCR还原工艺，为了保证NOx达标排放，系统设备在设计煤种、锅炉最大工况（BMCR）、处理100%烟气量的條件下，2层催化剂运行（无备用层）脱硝效率按不小于71%设计，即SCR反应器入口NOx浓度≤700mg/Nm3、SCR反应器出口NOx浓度≤200mg/Nm3（干基、6%O2）。在高温燃烧条件下，NOx主要以NO的形式存在，最初排放的NOx中NO约占95%。但是，NO在大气中极易与空气中的氧发生反应，生成NO2，故大气中NOx普遍以NO2的形式存在。在有催化剂存在时，如加上合适的气象条件，N02转变成硝酸的速度加快。特别是当NO2与SO2同时存在时，可以相互催化，形成硝酸的速度更快。

2015年11月技改完成后机组相继启动投运，因对新加装脱硝设备无实际运行经验，多次机组启动过程均未能达到全负荷投脱硝要求。在国家对环保要求日趋严格的背景下，将“全负荷投入脱硝不可能”变为可能，综合对机组启动参数、脱硝反应器温升率、反应器吸热能力、机组启动缸温及胀差要求、反应器要求最低投入温度等分析，再对同类型火电厂进行咨询，全力攻关实现了“机组启动全负荷脱硝达标排放”。

制定机组启动流程图

制定机组启动流程图――就是机组启动各环节的配合、顺序图。接到开机命令后，提前6小时投入炉底加热及汽轮机加热预暖。将汽包壁温加热至155℃左右，减少烧油时间，较短时间内提高主汽参数;汽轮机高压内缸上内壁温加热至240℃减少暖机时间。按启动流程图的节点工作倒排机组启动时间，只能推前。

脱硝改造后，进行修编相应的运行规程及图纸，加强对运行值班员培训工作，充分对新设备、新工艺的了解、掌握，根据机组启动流程图，安排机组的各节点环节，紧盯关键环节绝不能漏项。

作好粉仓空仓快速制粉、投粉机时机

习水电厂制粉系统是中储式制粉系统，因粉仓严密性差，机组停运后煤粉粉易发生自燃或结块，因此每次机组停运时几乎都要求烧空粉仓。对于中间储仓式制粉系统来说，在粉仓无粉情况下，启动投油，应器热容量大，温升很慢，机组启动过程无法满足要求快速投运喷氨系统。因此在机组启动前，制粉系统必须确保可靠备用，制粉系统各辅机在机组启动前必须试运正常，发现问题才有充分时间处理，辅助设备出问题会影响制粉系统启动及制粉系统出力;制定机组启动煤质要求，包括发热量、硫分、水分、挥发分等，启动前按照要求将原煤仓按启动煤质、煤位要求进行上煤;锅炉点火后，调整好各油枪出力，保证油枪燃烧良好，炉膛出口烟温尽量调平，提升炉膛出口烟温以快速提升锅炉热风温度;当烟温、风温达到制粉系统启动条件时，及时启动排粉机，调整好暖磨风量，当球磨机出口温度达125℃以上充分同时启动球磨机慢传装置进行暖磨，暖磨正常后启动球磨机，以达到快速启动制粉系统条件，在机组启动并网前，粉仓粉位能达2米以上，为及时投煤粉创造条件。

投汽缸加热，让机组“冷态变热启”

汽机缸温在冷态下，采有投汽缸加热以达暖机目的，实现“冷态变热启”。第一阶段，利用快冷装置管道，将加热蒸汽从汽机快冷装置管道倒灌进入汽缸进行加热，可使汽轮机缸温加热到170℃左右，汽缸总胀在3.5mm左右。第二阶段，利用再热器系统，加热汽源由临机再热冷段至厂用汽母管，再至本机再热冷段，将再热器系统封闭，利用再热器的大容量满足流量压力稳定加热要求，保证加热汽源相对稳定。同时送上高、中压缸轴封汽进行抽真空，保证蒸汽不外泄，均匀进入汽缸。整个过程中，再热器压力控制在0.35MPa左右，凝结器真空维持在-0.025MPa左右，高压内缸上内壁温最高可达到240℃，汽缸总胀达到6mm。加热过程中加强汽缸温度、汽机转速、盘车电流等监视，防止温差过大、盘车脱扣、汽机轴端冒汽等情况发生。机组并网加负荷后，大大减少暖机等待时间，锅炉可快速投入粉机运行提升锅炉烟温，提升脱硝反应器温度，实现机组“冷启变热启”。

稳定投入炉底加热

在锅炉本体系统检修工作完毕后，及时关闭各烟风道人孔门，将捞渣机复位至正常位置，并注水正常，减少炉膛漏风。根据汽包壁温，选择上水温度，进水至高水位，在汽包壁温及上下壁温差满足情况下，提高上水温度进水，用水冷壁下集箱定期排污放水门进行换水，以达到对锅炉汽包及水冷壁的加热。确认锅炉侧具备加热条件时，及时投入炉底加热，初期加热时选用临机三段抽汽作为汽源。各分门开度尽量均匀，保证加热均匀减少管道振动，同时开出过热器向空排汽门及过热器系统各疏水门，保持系统畅通，并加强汽包壁温差监视，各点温度应均匀上升。当汽包壁温均升可至95℃左右发后，将加热切换汽源为临机再热冷段加热，同时将过热器系统疏水除高过出口甲、乙侧疏水门保持开启外，其余全部关闭，关闭过热器向空排汽门，随着汽包压力逐渐升高，汽包壁温逐渐升高，当汽包压力升0.55MPa左右时，汽包壁亦可达155℃左右，过热器管道管壁度均超过100℃，这时整个过热器系统已全部达到热状态，保持稳定加热，直到锅炉点火前。炉底加热的正常投入，大大缩短了锅炉点火后升温升压时间，节约大量燃油，且可尽早建立良好水循环。

启动引风机低风量运行对反应器进行预暖

在投入锅炉炉底加热，汽包壁温达150℃以上，过热器系统各管壁温度均在120℃以上，炉膛出口烟温达100℃以上时，开启过再热器烟气档板，启动一台引风机进行小风量通风，炉膛负压维持-5～10Pa运行，利用汽水系统管壁散热对脱硝反应器进行加热预暖，将反应器温度加热提升至80℃左右，按照反应器正常温升速率40℃/h计算，至少可减少1.5小时燃油时间，节省燃油且有利于机组快速启动。

确保喷氨系统备用良好

由于习水电厂脱硝采用尿素水解制氨，氨蒸汽易结晶，喷氨管道经常发生堵塞。机组启动过程中，在锅炉点火前至少提前6小时时间，全面对脱硝喷氨系统进行检查、吹扫、排污，确保管道畅通，稀释风机运行正常，在脱硝反应器烟温达到条件时能及时投入喷氨运行。

取得的成效

采用提前加热的方式，对机组热力系统进行加热，实现机组启动方式的“冷态变热启”，大缩短启动时间。自项目攻关成功并执施以，习水电厂机组启动全部实现“机组启动全负荷脱硝达标排放”目标，在确保环保指标达标排放的同时，机组启动每次节约燃油至少10吨以上，取得良好的经济效益、社会效益和环保排放。

参考文献：

[1]《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）

[2]《电力安全工作规程》（热力与机械部分）

[3]《习水电厂运行规程》

[4]《火电厂集控运行》

（作者单位：贵州西电电力股份有限公司习水发电厂）