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图2给出的是日常运行中,在保证脱硝SCR入口NOx含量小于350mg/m3的条件下,分体式燃尽挡板(SOFA)开口与锅炉负荷之间的基本关系。由于SOFA风被带到锅炉的二次风管道,一部分风量以牺牲辅助风的速度送到燃尽区域,以实现低氮燃烧,因此,为了保证锅炉主燃料区安全燃烧,目前8个SOFA风门调节挡板仍放在手动调节模式,操作员在负荷变化时应根据此曲线及时调整SOFA调节挡板开度,保证低氮燃烧。
4存在的问题
负荷频繁、大幅度(200~660MW)变化,CCS自动控制锅炉总风量、燃料量、氧量均随负荷变化而大幅度变化,导致喷氨系统进出口氧量、NOx含量变化幅度很大,由于喷氨调节响应时间约为3min,故调节滞后严重,锅炉出口NOx频繁超标。另外,由于调节滞后,导致经常性出现喷氨过量的情况,氨逃逸率增加,加剧了对SCR之后的烟气系统如空气预热器、电袋除尘器等低温区域的腐蚀。另外,会形成硫酸氢铵等黏稠物质吸附在烟气通道表面,增大空气预热器、电袋除尘器前后压差,导致机组引风机负担增大,动叶开度过大,当动叶开度大于90%时,引风机容易失速、喘振,为保证安全运行需限制负荷上限,降低了经济性。
5优化措施
5.1氧量调整
图3所示为氧气设定值和负荷关系曲线,当机组负荷变化时,氧气设置会根据曲线自动调整到设定值。而氧量值与过量空气系数直接相关,随着过量空气系数的增加,锅炉的总NOx生成量增加。由于氧量控制参与送风机动叶调节,在快速降负荷时,一方面,为保证送风机安全运行,其动叶开度大于10%时,氧气控制应及时切手动,设定值应根据曲线设高;另一方面,当送风机动叶开度足够、总风量满足时,应尽量将氧量设定值设低,降低锅炉过量空气系数,减少锅炉NOx生成。另外,当机组快速升负荷时,应及时将氧量控制投回CASC,以防止氧量过剩。
5.2降低主燃烧区高度
降低主燃烧区的高度可以有效地减少NOx的产生。当机组减负荷时,各制粉系统给煤率逐渐降低。当需要执行减少制粉系统的操作时,优先停止上层制粉系统,保留下层制粉系统运行。另外,通过对给煤机设定偏差,可以降低上层制粉系统的给煤量,同时提高下层制粉系统的给煤量。另外,在保证主、再热蒸汽参数正常的情况下,尽量将燃烧器摆角向下摆,可有效降低燃烧中心高度,对减少NOx生成有一定效果。
5.3调整SOFA调节挡板开度
当锅炉NOx超标时,在确保锅炉辅助风量的情况下应尽可能地将SOFA调节挡板的开度调大,增加SOFA的空气量,减少主燃烧区的空气过剩率。粉煤燃烧不足,炉内的平均温度降低,并形成还原气氛,延迟粉煤的燃烧,有利于抑制产生NOx的氧化反应和减少产生的NOx,因此可以达到减少NOx排放浓度的效果。在实际运行操作中,减少NOx的生成可以降低锅炉消耗的喷氨量,降低脱硝系统的运行成本。
5.4喷氨系统切手动
根据锅炉进出口NOx含量的曲线变化趋势,当发现NOx含量曲线呈明显上升趋势时,预先手动控制氨喷射控制阀以增加喷射的氨量,可以防止NOx排放超过标准。但为了防止喷氨过量,应时刻关注曲线变化,当NOx含量曲线呈明显降低趋势时,应及时减少喷氨量,投回自动控制。
5.5SCR催化剂运行管理优化
在满足NOx排放浓度不超标的前提下,应该加强对催化剂状态的监控和调整,最大程度地延长催化剂寿命,优化催化剂再生和更换方案,以减少还原剂液氨的消耗,并尽量避免对下游热交换设备(如空气预热器)等产生不利影响。SCR反应器催化剂的工作温度严格控制在280~400℃之间,以确保催化剂的活性。声波吹灰器保持24h不间断运行,当SCR进出口压差偏高时,蒸汽吹灰器的吹灰频率应适当增加。每次启动蒸汽吹灰时,应暖管充分,保证入炉的蒸汽是无水状态;吹灰压力应控制在500~800kPa(5~8bar),保护催化剂不受损坏。
5.6煤粉调整
提高每个磨煤机煤粉的出口温度,相应提高煤粉的点火温度,有利于煤粉的充分燃烧;提高煤粉的细度,使粉煤与空气充分接触,降低点火高度,抑制热NOx的产生。另外,实行多煤种掺烧可有效减少NOx的生成。
6结语
通过一系列的优化调整,在机组负荷大幅度调频变动时,有效地控制了锅炉出口NOx排放量,在保证机组安全运行的同时,确保了锅炉NOx排放不超标。
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