刘晟毓
中国大唐集团技术经济研究院有限责任公司 北京市 101401
摘 要
大气环境是地球生命繁衍、人类赖以生存发展的空间。但人类长期的经济活动造成了全球气候变暖、臭氧层破坏、大气污染物增加等大气环境问题。NOx是主要的大气污染源，是国家“十三五”期间首要控制的污染物。人为生产过程中产生的氮氧化物，对自然生态的平衡、动植物的生长发育，以及人类的身体健康和经济发展，都造成了巨大的危害。根据国家环保部2011年发布的《火电厂大气污染物排放标准》，要求新建燃煤机组自2012年年初开始氮氧化物排放量低于100mg/m3；要求重点地区的所有火电投运机组自2014年年初开始氮氧化物排放量低于100mg/m3。降低氮氧化合物的排放量是改善大气质量的重要任务。
本论对目前各燃煤电厂使用的烟气脱硝工艺进行了简介，并对长春某发电厂烟气脱硝系统运行状况进行研究分析，并提出优化配置方案，验证SCR系统优化方案的可行性，从而得出结论。
关键词：热电联产；烟气脱硝；氮氧化物；低氮燃烧；效果分析
环境污染影响人类的生活质量、身体健康，降低生存环境质量，制约着我国经济的持久健康的发展。中国能源研究会2017年会上，多位院士表示，2020年以前，我国能源革命主要还应集中在煤炭的清洁、高效、可持续开发利用。目前，高效低排放燃煤技术主要应用在发电领域，无论是国内和国外，都已经有了诸多实践案例。
一、当前脱硝技术简介
当前应用广泛的氮氧化物控制技术主要是燃烧中的脱硝技术和燃烧后的脱硝技术。燃烧中的脱硝技术一般指的是低氮燃烧技术（LNB）；燃烧后的脱硝技术主要指的是烟气脱硝技术，它包括SCR、SNCR和SCR/SNCR联用技术，烟气脱硝系统在锅炉中的位置如图1所示。目前，低氮燃烧技术应用已经非常广泛，它技术成熟稳定，能够治理大约30%氮氧化物的排放量，国家环保部办公厅也发布政策，推荐将LNB作为燃煤电厂控制NOx的首选技术，在安装了低氮燃烧系统的基础上因地制宜根据各厂不同的情况择优选择烟气脱硝系统。
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烟气脱硝技术（Selective Catalytic Reduction，简称SCR）是用氨（NH3）作为还原剂，将NOx还原成N2和水。所谓选择性是指在催化剂的存在下NH3优先和NO发生还原反应，而不和烟气中的氧发生氧化反应，从而降低了氨的消耗。
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二、长春某发电厂脱硝项目投产后现状调查及原因分析
1.稀释风带灰严重
由于稀释风机取风口距离回转式预热器出口较近，预热器烟气侧附着的积灰在空气侧被吹起，随着热风抽取进入稀释风管路，当流经稀释风机时，造成稀释风机叶片磨损，同时，由于叶轮挂灰，质量不平衡，产生振动，最大振动值在0.26㎜，严重超标（见图4、图5）。
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2.压缩空气品质差、压力低、含水、含油较多
由于压缩空气品质较差，含油、含水严重，且压缩空气一直只能维持在0.45MPa造成热解炉喷枪雾化无法达到最佳效果，同时在声波吹灰器投运时，由于水滴与高速振动的膜片撞击，造成膜片损坏
3.AIG管路堵塞
1）联箱管道过长，管路弯头过多，沿程阻力大。
2）热解炉设计容量偏小。
3）喷枪雾化不好。
4）负荷升降时速度过快。
5）热解炉用检修密封风无放水点、含水。
三、优化方案
通过资料收集、摸底测试和现场踏勘等方式，以长春某发电厂1、2号锅炉脱硝系统为例，对投产后的生产状况进行了跟踪、记录，对于SCR系统频发的缺陷优化处理方案总结如下：
1.提高稀释风机取风口位置，原理预热器出口，减少热风带灰；
2.升级空气压缩机系统设备，提高压缩空气质量水平；
3.保持热解炉内温度不低于500℃的运行温度，出口不低于360℃的设计温度要求
4.提高预热器出口至反应器前管路、弯头、联箱、阀门的保温水平，确保反应器前热风管道保温外表面不高于环境温度25℃
5.将氨逃逸装置压缩空气取点位置，改为声波吹灰器手动总门前的压缩空气主管道上，防止误操作
6.稀释风机出口压力变送器、温度测点、热解炉出口压力变送器、流量计、表计、表管等部位加装吹扫点，定期吹扫系统内积灰。
结 语
本文从脱硝改造前期到投入生产使用，记录完全、数据准确，形成了热电联产机组SCR脱硝改造的闭环分析和探讨。为200MW热电联产机组脱硝技改工程提出了明确的优化方向，目前其SCR脱硝系统的缺陷发生率明显下降、经济技术指标稳中向好，但是同时我们也看到系统中的热解炉缺陷发生率仍然高于水解炉，在热解炉缺陷消除方面还有继续探讨和挖掘的空间。