【呼贝电厂SCR法烟气脱硝试验分析案例6200字】

呼贝电厂SCR法烟气脱硝试验分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u16027呼贝电厂SCR法烟气脱硝试验分析案例 1147741.1正压直吹式中速磨配高挥发分褐煤一次风量优化试验 184831.2锅炉氧量优化试验 3193441.3降低SCR入口NOX浓度燃烧调整试验 4105841.3.11号锅炉燃烧调整试验 4151761.3.22号锅炉燃烧调整试验 6318281.4墙式切圆喷燃器倾角改造模拟分析 9108891.4.1喷燃器倾角改造模拟边界条件 925711.4.2计算结果 11129421.4.3结果分析 241.1正压直吹式中速磨配高挥发分褐煤一次风量优化试验国华呼贝电厂地处海拉尔市陈巴尔虎旗宝日希勒镇，燃煤为宝日希勒煤矿的低热值褐煤。褐煤煤质发热量低（低位发热量：3623Kal/Kg）、水分高（全水分：33.4%），与燃用烟煤的其它电厂比，通过磨煤机的一次风量既要满足输送煤粉的需要（通风量不足，会造成煤粉粉管堵粉），又要满足煤粉干燥需要（褐煤水分大，风量过小会造成煤粉干燥不足），在相同负荷下国华呼贝电厂所需的燃煤量更大，所需的一次风量也更多。国华呼贝电厂锅炉制粉系统设计的风煤比为2.26（即额定出力60t/h煤量时对应的额定一次风量为137t/h），但呼贝电厂机组投产后，经过实际运行验证，呼贝电厂运行中因一次风量偏大，致使磨煤机的磨损严重、一次风机电耗偏高、锅炉一次风率偏高（设计35%，实际为40%）、导致锅炉效率下降。通过试验对磨煤机风煤比可降低幅度进行摸底，在试验的基础上，修改降低风煤比自动曲线，并在此基础上根据磨煤机的出力情况通过设置风量负偏置的方式来进一步降低一次风量，从而实现降低锅炉一次风率的目标降低磨煤机风煤比，从而减少磨煤机的磨损；降低一次风率，使锅炉一次风率回归甚至超过设计值，从而降低一次风机电耗、提高锅炉效率。国华呼贝电厂运行部于2017年开始进行磨煤机降低一次风量的多次试验，并在试验基础上、在保证磨煤机出口温度额定（65℃）的前提下，对制粉系统的风煤比进行了优化，将风煤比由2.26经反复试验后逐步优化至2.0，即将磨煤机风煤比设计曲线向下平移了10t/h（优化后，60t/h煤量时对应的一次风量由137t/h降至127t/h），优化后，制粉系统运行稳定。优化曲线见下图：图5磨煤机风煤比优化曲线在后续的实际工作中，通过不断的经验积累，在实际运行中我们根据磨煤机的出力情况通过设置风量负偏置的方式来进一步降低一次风量，经优化后的单台磨煤机一次风量减少了10～20t/h，从而减少了磨煤机的磨损，降低一次风机电耗，降低了锅炉一次风率，锅炉一次风率由运行初期的40%，逐步回归至设计的一次风率35%以下，从而进一步提高了锅炉效率。目前在制粉系统出力为60t/h的情况下，国华呼贝电厂中速磨煤机的一次风量为117t/h，鄂温克电厂中速磨煤机的一次风量为168t/h，霍林河电厂中速磨煤机的一次风量为160t/h。国华呼贝电厂磨煤机一次风量分别较其它两个电厂低30.35%和6.88%，通过优化，使呼贝电厂锅炉一次风率由运行初期的40%，逐步回归至设计值35%，从而进一步锅炉效率提高了1个百分点。1.2锅炉氧量优化试验现阶段的控制燃煤电站的所有锅炉氮氧化物排放的方法可分为低氮氧化物灼烧方法以及烟气净化方法两类。其中烟气净化技术是采用降低或脱除烟气的氮氧化物来降低目标排放量。一些国外的火电厂氮氧化物减排主要经由先进的转运操作方法、低氮氧化物灼烧方法以及尾部脱硝方法来完成。烟气的尾部脱硝方法比较充分，氮氧化物排放总量小于200毫克每标准立方米，然而其投资以及转运维护费用比较昂贵，大约为低氮氧化物灼烧方法的12倍。先进的低氮氧化物灼烧方法可降低排放总量到450毫克每标准立方米以下，且伴随炉内氮氧化物生成量的降低，会降低尾部脱硝设备的转运成本。低氮氧化物灼烧方法的一个关键是分级灼烧方法，有大气分级以及燃料分级，其中燃料分级方法又被叫作燃料再燃方法。煤粉锅炉使用最普遍且方法最成熟的低氮氧化物灼烧方法是大气分级方法。大气分级在中国600兆瓦的电站内的锅炉上都已得到使用。经典的燃煤锅炉想要的是高温且富氧的强化灼烧，但低氮大气分级灼烧方法需要经由掌握风粉的所占有的比例以及不同层级的的二次风，实施低温且贫氧的灼烧，技术实施过程中不可避免地会遇到NOX排放、高效燃烧、低负荷稳燃、结渣与水冷壁腐蚀等相互关联的复杂问题；国内外各流派的低NOX燃烧技术在涉及到特定的煤种、风粉系统、燃烧器与炉型等因素时，均有其各自的技术特点和适用范围；国内部分电厂已引进低NOX燃烧技术，但NOX排放浓度仍旧偏高，且存在水冷壁高温腐蚀与可燃物偏高等问题，当然也有一些电厂采用引进型低NOX燃烧技术的燃煤锅炉在烧同样的煤时，其NOX排放低得多，如烧神华烟煤，前者NOX排放浓度超过600mg/Nm3，后者NOX排放浓度可降低到350～400mg/Nm3以下。图62号锅炉氧量优化曲线1.3降低SCR入口NOX浓度燃烧调整试验1.3.11号锅炉燃烧调整试验2014.3.2515:00机组负荷100%，氧量保持6%并稳定运行30分钟，记录各参数，开始进行以下操作：第一步：开启L2附加风挡板100%并稳定20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持4.5%并稳定运行20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持3%并稳定运行20分钟，记录各参数。第二步：氧量保持3%并稳定运行20分钟，保持L2附加风挡板100%开启，开启L1附加风挡板100%并稳定20分钟，记录各参数。增加锅炉总风量，氧量保持4.5%并稳定运行20分钟，记录各参数。增加锅炉总风量，氧量保持6%并稳定运行20分钟，记录各参数。第三步：氧量保持6%并稳定运行20分钟，保持L2、L1附加风挡板100%开启，开启U2附加风挡板100%并稳定20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持4.5%并稳定运行20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持3%并稳定运行20分钟，记录各参数。2014.3.2521:00，机组负荷75%，氧量保持6%并稳定运行30分钟，记录各参数，开始进行以下操作：第一步：开启L2附加风挡板100%并稳定20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持4.5%并稳定运行20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持3%并稳定运行20分钟，记录各参数。第二步：氧量保持3%并稳定运行20分钟，保持L2附加风挡板100%开启，开启L1附加风挡板100%并稳定20分钟，记录各参数。增加锅炉总风量，氧量保持4.5%并稳定运行20分钟，记录各参数。增加锅炉总风量，氧量保持6%并稳定运行20分钟，记录各参数。第三步：氧量保持6%并稳定运行20分钟，保持L2、L1附加风挡板100%开启，开启U2附加风挡板100%并稳定20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持4.5%并稳定运行20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持3%并稳定运行20分钟，记录各参数。2014.3.2602:00，机组负荷55%，氧量保持6%并稳定运行30分钟，记录各参数，开始进行以下操作：第一步：开启L2附加风挡板100%并稳定20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持4.5%并稳定运行20分钟，记录各参数。第二步：氧量保持4%并稳定运行20分钟，保持L2附加风挡板100%开启，开启L1附加风挡板100%并稳定20分钟，记录各参数。增加锅炉总风量，氧量保持6%并稳定运行20分钟，记录各参数。表11号炉降低氮氧化物浓度优化调整试验数据时间负荷氧量（%）附加风挡板开度试验结果（mg/Nm3）2014.3.2515:00600MW6开启L2附加风挡板100%2754.524632122014.3.2516:006开启L2附加风挡板100%开启L1附加风挡板100%2544.522131862014.3.2517:006开启L2附加风挡板100%开启L1附加风挡板100%开启U2附加风挡板100%2174.518931652014.3.2521:00450MW6开启L2附加风挡板100%3104.529132632014.3.2522:006开启L2附加风挡板100%开启L1附加风挡板100%2754.525632392014.3.2522:006开启L2附加风挡板100%开启L1附加风挡板100%开启U2附加风挡板100%2314.521431852014.3.2602:00330MW6开启L2附加风挡板100%3424.532532972014.3.2602:006开启L2附加风挡板100%开启L1附加风挡板100%3224.529632491.3.22号锅炉燃烧调整试验2014.4.0411:00机组负荷100%，氧量保持6%并稳定运行30分钟，记录各参数，开始进行以下操作：第一步：开启L2附加风挡板100%并稳定20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持4.5%并稳定运行20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持3%并稳定运行20分钟，记录各参数。第二步：氧量保持3%并稳定运行20分钟，保持L2附加风挡板100%开启，开启L1附加风挡板100%并稳定20分钟，记录各参数。增加锅炉总风量，氧量保持4.5%并稳定运行20分钟，记录各参数。增加锅炉总风量，氧量保持6%并稳定运行20分钟，记录各参数。第三步：氧量保持6%并稳定运行20分钟，保持L2、L1附加风挡板100%开启，开启U2附加风挡板100%并稳定20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持4.5%并稳定运行20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持3%并稳定运行20分钟，记录各参数。2014.4.0415:00，机组负荷75%，氧量保持6%并稳定运行30分钟，记录各参数，开始进行以下操作：第一步：开启L2附加风挡板100%并稳定20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持4.5%并稳定运行20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持3%并稳定运行20分钟，记录各参数。第二步：氧量保持3%并稳定运行20分钟，保持L2附加风挡板100%开启，开启L1附加风挡板100%并稳定20分钟，记录各参数。增加锅炉总风量，氧量保持4.5%并稳定运行20分钟，记录各参数。增加锅炉总风量，氧量保持6%并稳定运行20分钟，记录各参数。第三步：氧量保持6%并稳定运行20分钟，保持L2、L1附加风挡板100%开启，开启U2附加风挡板100%并稳定20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持4.5%并稳定运行20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持3%并稳定运行20分钟，记录各参数。2014.4.0420:00，机组负荷55%，氧量保持6%并稳定运行30分钟，记录各参数，开始进行以下操作：第一步：开启L2附加风挡板100%并稳定20分钟，记录各参数。降低锅炉总风量，氧量保持4.5%并稳定运行20分钟，记录各参数。第二步：氧量保持4%并稳定运行20分钟，保持L2附加风挡板100%开启，开启L1附加风挡板100%并稳定20分钟，记录各参数。增加锅炉总风量，氧量保持6%并稳定运行20分钟，记录各参数。表22号炉降低氮氧化物浓度优化调整试验数据时间负荷氧量（%）附加风挡板开度试验结果（mg/Nm3）2014.4.0411:00600MW6开启L2附加风挡板100%3124.529732752014.4.0412:006开启L2附加风挡板100%开启L1附加风挡板100%2864.525632242014.4.0413:006开启L2附加风挡板100%开启L1附加风挡板100%开启U2附加风挡板100%2274.520531732014.4.0415:00450MW6开启L2附加风挡板100%3194.529532582014.4.0416:006开启L2附加风挡板100%开启L1附加风挡板100%2854.525932412014.4.0417:006开启L2附加风挡板100%开启L1附加风挡板100%开启U2附加风挡板100%2354.521231792014.4.0420:00330MW6开启L2附加风挡板100%3494.533132872014.4.0421:006开启L2附加风挡板100%开启L1附加风挡板100%3204.52893238锅炉降低氮氧化物浓度优化调整试验结论：经优化调整试验，各工况下的氮氧化物浓度均低于设计值，达到了试验目的，根据此次试验，解决了我厂脱硝入口氮氧化物浓度高的问题，节约脱硝运行成本。图7降低氮氧化物浓度优化调整实施前图8降低氮氧化物浓度优化调整实施后国华呼贝电厂锅炉炉膛出口（即脱硝入口）NOX浓度设计值为350mg/Nm3，国华呼贝电厂每年的液氨单耗为0.4g/kWh，随着国家对环保要求越来越高（NOX排放由200mg/Nm3降至50mg/Nm3），如果按照原运行方式，预计国华呼贝电厂在超低排放下的液氨单耗将达到0.5g/kWh以上，大大增加我厂脱硝运行成本，同时也极易发生NOX排放超标隐患。通过燃烧调节手段努力降低炉膛出口（即脱硝入口）NOX浓度，从而使液氨单耗大幅度降低，同时使脱硝排放NOX浓度控制难度降低，降低NOX排放超标的风险。优化后，国华呼贝电厂在各负荷段炉膛出口（即脱硝入口）NOX浓度由350～450mg/Nm3降至90～150mg/Nm3之间，比优化调整前降低了2/3以上，在呼贝电厂未进行低氮燃烧器改造的情况下，目前已达到甚至超过了低氮燃烧器改造电厂水平，从而使液氨单耗成倍降低（由0.4g/kWh降至0.19g/kWh），该项优化每年为我厂节省脱硝用液氨966吨，折合资金242万。1.4墙式切圆喷燃器倾角改造模拟分析1.4.1喷燃器倾角改造模拟边界条件呼伦贝尔2×600MW超临界锅炉燃烧器采用墙式布置。BMCR工况投运6台磨煤机（24只燃烧器）。关掉最上层的一次风，被停的SOFA以百分之十五漏风的估量。这次的计算模拟没有观察到受热的一面的产生的作用。总网格的数值是三百万。热态模拟把28米/秒算作一次风速，1个喷口把4.22千克每秒算作煤粉量。壁面气温取750开尔文。颗粒相使用离散轨道的相关模型，另外灼烧的模型使用非预混灼烧模型，同时辐射模型使用P1模型。工况一：灼烧器以及二次风与水冷壁垂直为原始的工况，工况二：在一次风的出口处加上一个20的度导流板，且二次风不发生变动；工况三：一次风以及二次风都向炉的内侧旋转十五度；工况四：一次风以及二次风都向炉的内侧旋转十八度。表3喷燃器倾角改造模拟边界条件平均气压hpa942炉膛宽度m20.4023炉膛深度m20.0723上层煤粉燃烧器中心至屏底距离m23.603总燃煤量t/h364.49总风量(到风箱)t/h2221.23下炉膛出口烟温（设计值）℃1332煤粉细度(R90)%35一次风率%31.78一次风速m/s28一次风温℃65二次风率%59.04二次风速m/s48二次风温℃379表4煤质分析名称符号单位收到基碳Car%42.97收到基氢Har%2.86收到基氧Oar%11.35收到基氮Nar%0.61收到基硫Sar%0.15收到基灰分Aar%8.66收到基水分Mar%33.40干燥无灰基挥发分Vdaf%44.65收到基挥发份Var%31.43收到基固定碳FCar%26.51收到基低位发热量Qnet.arKJ/Kg151501.4.2计算结果表5切圆直径计算结果（m）截面位置工况1，灼烧器以及二次风与水冷壁垂直为原始的工况工况2，在一次风的出口处加上一个20的度导流板，且二次风不发生变动工况3，一次风以及二次风都向炉的内侧旋转十五度工况4，一次风以及二次风都向炉的内侧旋转十八度第一层一次风水平截面1714129第六层一次风水平截面16131413SOFA水平截面16131312表6下炉膛的出口计算的结果（屏底的水平截面的出口参数）下炉膛的出口参数工况1，出现燃烧器不动情况工况2，出现一次风便加20度的导流板工况3，出现一次风以及二次风便偏转十五度工况4，一次风和二次风偏转18度温度（k）1369146214221479温度（℃）1096118911491206温差（℃）09353110氧量(%)1.921.813.613.36图11各截面位置示意图表7喷燃器倾角改造模拟结果汇总工况1，燃烧器不动工况2，一次风加20度导流板工况3，一次风和二次风转15度工况4，一次风和二次风转18度第一层一次风速度场m/s第六层一次风速度场m/s第一层油喷口速度场m/sSOFA速度场m/s第一层一次风温度场k第六层一次风温度场k第一层油喷口温度场kSOFA温度场k第六层一次风CO浓度第六层一次风O2浓度第