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基于省煤器烟道分隔挡板控制的锅炉全负荷脱硝系统研究与应用

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成果主要完成人

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项目概况

一、立项背景:

为满足当前国家环保部的要求,锅炉在任何情况下运行,氮氧化物排放量都必须满足国家环保GB13223-2011标准要求。我厂一期机组锅炉烟气脱硝系统于2013年9月和2014年4月分别投入运行。受催化剂反应温度309℃~400℃范围的限制,即我厂一期两台机组负荷低于400-480MW时,SCR区烟温就会低于309℃(环境温度变化影响),脱硝喷氨系统必须退出喷氨。氮氧化物排放量就超标了。此时我厂不仅不能在脱硝电价补贴中受益,还要被环保部因排放超标而罚款,严重的还要受到限产和停产的处罚。因此,研究实现锅炉全负荷脱硝势在必行。

二、主要原理:

本方案是在锅炉省煤器内增加分隔隔板将省煤器烟道分为3路并列运行通道,左右两侧烟道下部增设可调节烟气挡板。低负荷时,逐步关闭两侧烟气挡板,减少省煤器换热面积的同时减少参与换热的省煤器入口水流量,从而提高省煤器出口烟温,降低氮氧化物排放量,符合国家环保要求。

装置投运后,两侧通道采用烟气挡板可调节的烟气分流装置,在高负荷时,挡板全开的状态下,省煤器出口烟温能达到309℃,则烟气调节挡板保持原状;随着负荷的下降,省煤器出口烟温达不到309℃时,烟气调节挡板则逐渐关小,使烟气往中间部分流动,减少省煤器与烟气的换热面积,而关小烟气挡板部分的省煤器管片中的水仍然按原状态流动,这样就能使得省煤器出口烟温得到提升,烟气挡板可以无级调节,最后保持在309℃。

三、创新点及技术难点:

本项目的技术难点在于:1、总烟道分成3路并列流通烟道,烟气分流面积比分割;2、并列烟道的墙生成;3、省煤器出口联箱的两端与中间温差;4、烟气挡板的设计与安装。创新点在于:1、目前国内还未有类似的全负荷脱硝方法提出,属于首创;2、研制一套并列多烟道省煤器,可无级调控烟气量的适应全负荷脱硝装置;3、能满足锅炉50%负荷下(甚至40%)下SCR催化反应温度要求;

4、设备简单、容易控制、能非常方便地复制到已投产的锅炉上改造。

四、实施效果:

项目完成后,能解决长期困扰我厂锅炉在低负荷下因烟温不能满足催化剂的要求而SCR喷氨系统自动切除的问题造成NOx排放超标的难题,实现全负荷脱硝,消除低负荷下的氮氧化物排放超标罚款以及限产和停产带来的巨大损失,同时可为我厂全程获取脱硝电价补贴,最终带来一定的经济效益。

五、推广应用:

本项目便于推广应用,可为全国同类型燃煤机组全负荷脱硝提供有力的解决方案。