燃煤鍋爐深度調峰時(shí)如何保證煙氣溫度達到SCR脫硝要求

0、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(mén)話(huà)題，其中靈活性包含了：1）運行靈活性（20%~40%額定負荷深度調峰、2~4h快速啟停、2%~5%MW/min爬坡能力），2）燃料靈活性，3）低負荷工況下保證煙溫滿(mǎn)足脫硝要求，4）同比工況下不犧牲鍋爐效率，5）對于熱電機組實(shí)現熱電解耦等幾大方面。

國內電力行業(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(shuō)一說(shuō)深度調峰時(shí)如何保證煙氣溫度達到SCR脫硝要求。

1、問(wèn)題的提出

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

在靈活性改造形勢下，要求機組超低負荷（＜40%額定負荷）運行，但超低負荷運行時(shí)煙氣溫度（＜320℃）滿(mǎn)足不了SCR催化劑運行要求，怎么辦？

2、解決問(wèn)題的常規措施

針對上述問(wèn)題，國內多采用分割布置省煤器、0號高加、省煤器旁路等措施，提高煙氣溫度，促使煙氣溫度達到SCR催化劑運行要求；

但上述措施皆是就問(wèn)題而解決問(wèn)題，沒(méi)有將提升燃煤火電靈活性與低負荷下保證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。

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

 

3、富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)

3.1技術(shù)介紹

所謂富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)，系利用自穩燃燒原理，采用主動(dòng)燃燒穩定結構設計與控制方法，實(shí)施燃煤火電靈活性改造，確保鍋爐本質(zhì)安全，保證機組靈活性的實(shí)施。

裝置整體運行安全、控制簡(jiǎn)單、易行，達到燃煤火電機組靈活性技術(shù)要求。其技術(shù)原理如圖所示：

 

 

能夠實(shí)現：1）20%~30%額定負荷調峰；2）2%~5%額定負荷/min快速爬坡；3）2~4h快速啟停；4）超低負荷運行時(shí)進(jìn)入SCR前煙氣溫度≥320℃；5）優(yōu)化熱電機組儲熱裝置；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）增強燃料靈活性。

本文命名為《燃煤鍋爐深度調峰時(shí)如何保證煙氣溫度達到SCR脫硝要求》，我就重點(diǎn)說(shuō)說(shuō)應用富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)后是如何實(shí)現深度調峰時(shí)煙氣溫度達到SCR催化劑反應要求的。

3.2如何實(shí)現超低負荷脫硝溫度滿(mǎn)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，爐內燃燒時(shí)底層燒壓力、上層燒溫度。上述技術(shù)通過(guò)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，調節靈敏，通過(guò)上層投煤量調節；2）一次性解決了鍋爐側靈活性運行問(wèn)題；3）使主汽溫度盡快達到?jīng)_轉條件；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(chǎng)（200MW四角切圓鍋爐）聯(lián)合實(shí)施斷層燃燒應用中，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，將上部C/D層煤粉增加6~8t/h時(shí)，可以提高SCR入口煙溫20℃以上。

案例2：重慶富燃科技在某電廠(chǎng)300MW機組富氧燃燒提升機組靈活性應用中，在鍋爐無(wú)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)現了A、D（底層和頂層）層富氧燃燒器的多層投多點(diǎn)運，從而大幅提升了煙氣尾道轉向室（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)現了SCR的提前投運，破解了啟動(dòng)過(guò)程中SCR滯后投運的難題。在鍋爐低負荷調峰階段，靈活地投運D層富氧燃燒器，提升了煙氣溫度，確保煙溫（≥320℃）滿(mǎn)足SCR投運要求。

 

3.3應用案例

于2016年5月，重慶富燃科技對某電廠(chǎng)#2爐進(jìn)行了富氧燃燒改造，在保證#2爐A層、D層共8臺原燃燒器的一次風(fēng)煤粉噴口幾何尺寸、形狀不變的基礎上，將其材質(zhì)更換為耐高溫材質(zhì)并加裝相關(guān)裝置，從而滿(mǎn)足富氧燃燒提升火電靈活性技術(shù)要求。

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

 

現場(chǎng)照片

投運A層4臺富氧燃燒器，最低達到了21%額定負荷（65MW）超低負荷調峰，在低負荷時(shí)，靈活投運D層富氧燃燒器，提升了煙氣溫度，確保煙溫滿(mǎn)足SCR投運要求（＞320℃）；

在機組快速升負荷時(shí)，通過(guò)多點(diǎn)靈活地投運A/D層富氧燃燒器，實(shí)現了鍋爐爬坡能力達到3.5%額定負荷/min，同時(shí)實(shí)現燃用貧煤、無(wú)煙煤，提升了燃料靈活性。

 

應用富氧燃燒提升燃煤火電靈活性技術(shù)的多點(diǎn)多層投運方式，能夠滿(mǎn)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。尤其在停機調峰過(guò)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，如按常規啟動(dòng)方式，不能快速提升主汽溫和再熱汽溫，導致機組不能滿(mǎn)足靈活性要求。應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，對啟動(dòng)期間爐內燃燒安全提供保障。

4、結束語(yǔ)

1）只有鍋爐側實(shí)現了深度調峰，才存在機組整體靈活性，以及深度調峰時(shí)如何脫硝的問(wèn)題，所以我們首要解決的問(wèn)題應該是鍋爐側的靈活性；

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

3）口說(shuō)無(wú)憑，歡迎各位電力圈的朋友到重慶進(jìn)行現場(chǎng)考察、品嘗重慶特色、領(lǐng)略山城之美。

 

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