1、CFB鍋爐SNCR脫硝技術常見問題及對策我國是世界上主要的煤炭生產和消費國，NOx是煤炭燃燒產生的主要大氣污染物 之一,NOx對人體？動植物有損害作用，是形成酸雨？酸霧的主要原因之一，與碳氫 化合物形成光化學煙霧；同時亦參與臭氧層的破壞？據國家統計局數據，2013年全 國NOx排放總量已經達到2227萬t,火電廠鍋爐在燃燒過程中產生的 NOx占大 氣中總排放量的35%40% ?可見火電燃煤產生的NOx對大氣污染嚴重？為應對 環境問題,2011年9月中旬我國發布了新的火電廠大氣污染物排放標準，嚴格 控制火電廠燃煤污染物排放，其中在役CFB機組NOx排放低于200mg/m3(6%O), 新建CFB

2、機組執行100mg/m3(6%O)的標準？目前,對火電燃煤機組煙氣NOx排 放控制技術主要有選擇性催化還原法(SCR法)?選擇性非催化還原法(SNCR法) 和SCR+SNCR聯合脫硝法？本文主要介紹SNCR法？SNCR脫硝法是一種不使 用催化劑，在8501150 C煙氣中直接還原NO的工藝?SNCR法中將還原劑如氨 氣?氨水？尿素稀溶液等噴入爐膛溫度為8501150 C的區域，還原劑迅速熱分解 出NH3并與煙氣中的NOx反應生成N2和H2O ?在無催化劑作用下，氨或尿素等 氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中 NO?該方法是以爐膛或尾部煙道為反應器，應 用于CFB鍋爐時通常以分離器入口水平煙道為反應

3、器，并對反應條件有較高的要 求？由于SNCR脫硝技術具有投資少？改造工程量小？運行維護成本低？容易聯合其他 脫硝技術同時使用等特點，因而在火電廠脫硝改造中得到了一定程度的應用 ?SN CR脫硝技術應用于煤粉爐時，受爐膛尺寸？反應溫度條件？停留時間等因素影響， 還原劑利用率低,SNCR的脫硝效率一般低于40%?但是當SNCR脫硝技術應用 于CFB鍋爐時,由于該鍋爐獨特的燃燒方式和低 NOx燃燒特性，可取得令人滿意 的效果,滿足環保要求？實際工程應用也表明，當SNCR脫硝技術應用于CFB鍋爐 時，其脫硝效率可達到75%以上？筆者以國內某330MWCFB鍋爐SNCR實際應 用工程為例，針對該系統常見

4、的問題進行分析并提出解決方案 ？1某330MWCFB鍋爐脫硝系統介紹國內某工程330MWCFB鍋爐SNCR脫硝系統還原劑采用20%濃度氨水,該鍋爐 基本特點和脫硝系統特點簡述如下？1）鍋爐特點及脫硝噴槍安裝位置該鍋爐系國內首臺具有完全自主知識產權的33OMW級CFB鍋爐,鍋爐為“ r型結構,4個分離器布置于鍋爐兩側，每個分離器帶 一個外置床；單汽包？自然循環，露天布置？鍋爐設計燃用當地貧煤，低位發熱量14. 95MJ/kg,該鍋爐于2014年安裝了 SNCR脫硝系統,脫硝系統噴槍布置于4個分 離器入口水平煙道的位置，每個分離器布置6支噴槍，共計24支噴槍，鍋爐總圖及 脫硝系統噴槍安裝位置如圖1

5、所示？2）330MWCFB鍋爐SNCR脫硝系統流程該脫硝系統主要設計參數為：鍋爐原始 NOx排放濃度以250mg/m3計算,氨氮比（NSR）按照1.5設計,還原劑耗量（20%濃 度氨水耗量）設計值為900kg/h,設計脫硝效率70%,脫硝反應區溫度850950 C ? 脫硝系統工藝流程如圖2所示,脫硝系統主要由卸車系統？氨水儲存供應系統?稀 釋混合計量系統及噴氨系統4個部分組成？還原劑從廠外采購進場，然后通過卸氨 泵卸載進入氨水儲存罐，由輸送泵泵出，與稀釋水泵送出的除鹽水在線混合稀釋并 計量后,通過管道輸送至爐前，通過噴氨系統噴入分離器入口煙道煙氣中進行脫硝還原反應（噴槍設置霧化風和冷卻風）?

6、2SNCR脫硝系統存在問題及對策分析系統試運行主要試驗數據對比見表 1?2.1氨 水耗量偏大的問題1）脫硝系統投運初期，在高負荷時發現氨水消耗量偏大？經測 試發現,鍋爐原始NOx排放隨燃燒工況波動較大（主要是氧量），高出原設計值約5 0mg/m3,最高時達到350mg/m3 ?控制同樣的排放指標，需要消耗更多的氨水？ 基于此,對CFB鍋爐進行了燃燒優化調整，在保證鍋爐正常運行前提下，對鍋爐運 行氧量？一二次風配比？上下二次風分配進行了調整，保證了 CFB鍋爐爐膛密相區 的還原性氣氛,使得氮與氧反應生成燃料型NOx的量得到有效控制，從而在源頭 降低了鍋爐NOx排放值？鍋爐運行氧量與脫硝效率的關系

7、（250MW負荷,其他條 件相同）如圖3所示,在250MW負荷時，保持脫硝系統運行條件相同,鍋爐燃燒側 改變氧量運行;隨著運行氧量的降低,NOx排放值逐漸降低，脫硝效率逐漸升高？ 2）脫硝系統設計稀釋后入爐氨水濃度約 5%,實際運行發現鍋爐負荷大于250MW 時該濃度基本合適；但是當負荷降低至250MW以內時，如果仍然按照稀釋至5% 濃度控制，還原劑消耗量并未有明顯降低？相反大幅降低氨水量，則NOx指標失控 ?經過調試對比發現，只降低氨水量不提高稀釋水量，造成總的入爐氨水溶液量降低 ?這不利于氨水溶液在煙道內擴散，還原劑與煙氣混合均勻性變差，影響脫硝效果； 而在總的氨水溶液量有保證前提下，適當

8、降低氨水耗量，提高稀釋水比例（稀釋后 濃度控制在3%）,脫硝效果滿意，同時也降低了 20%濃度氨水耗量？氨水濃度與脫 硝效率的關系（200MW）如圖4所示，在200MW左右低負荷時，入爐氨水濃度控制 在3%左右更有利于提高脫硝效率（見表1,典型工況B1與F1的數據對比）？ 2.2脫硝效率偏低的問題系統投運初期,發現脫硝效率偏低，系統效率在40%5 0%,達不到設計值70%的要求；同時遠低于同類工程的脫硝效率，在低負荷時情況 尤為突出？經過現場研究發現，主要是噴槍布置位置存在問題（同時也有噴槍霧化 效果差？燃燒側運行參數不合理等因素）?原噴槍位置布置時考慮水平煙道較長且 存在積灰情況，噴槍在水平

9、煙道兩側布置，且位置較高，呈對沖狀？噴槍布置位置優 化示意如圖5所示？經過優化布置,采用同截面錯列對沖布置，并在水平煙道的頂部布置一只噴槍，達 到煙道截面還原劑的全覆蓋，從而保證噴入煙道還原劑和煙氣的充分均勻混合 ？ 采用該布置方法后，脫硝效率明顯提高，達到70%以上,同時節約了還原劑耗量，具 體對比數據見表1（典型工況B5與F5的對比）?2.3氨逃逸偏高問題SNCR脫硝過程若還原劑不能充分利用，會造成氨逃逸？NH3是高揮發性和有毒 物質，氨的逃逸會造成新的環境污染，國家環保相關法規和技術規范（HJ563 201 0,GB14554 1993）要求逃逸氨濃度小于8mg/m3 ?同時，氨逃逸后容

10、易和煙氣中 SO3結合形成硫酸氫氨或硫酸氨，黏附在灰塵中，附著在煙道尾部的空預器上，造 成空預器堵塞甚至腐蝕？以,SNCR脫硝系統氨逃逸值愈低愈好？試運中發現氨逃 逸量不穩定，在410mg/m3波動，甚至存在超標現象，同時伴有脫硝效率偏低？氨 水消耗量大的問題？1）噴槍霧化空氣壓力偏低，原噴槍設計霧化空氣壓力0.45MPa,實際檢查發現系統 壓力最低時僅0.25MPa,是由于霧化空氣管道入口濾網堵塞所致 ？霧化空氣壓力 低?流量小導致噴槍霧化效果差，還原劑不能與煙氣充分混合，一部分還原劑隨煙 氣直接排放，進而導致脫硝效率低？氨水耗量大？氨逃逸量增加？2）噴槍槍頭堵塞,系統運行中對流量顯示偏低的

11、部分噴槍進行了檢查？發現噴槍臟污堵塞現象,造成噴槍霧化效果差，并影響脫硝效果？經現場查看分析，是由于系 統管道殘留物和氨水攜帶的雜質造成，后期加強系統管道排污？氨水品質控制,并 定期檢查噴槍霧化效果（每周一次）,問題得到解決？通過采取以上措施，系統脫硝效率明顯提高，氨逃逸量顯著降低并保持穩定（見表1 工況F1F6,NH3逃逸值可以控制在 3mg/m3以內）?3結語本工程應用實例表明，CFB鍋爐SNCR脫硝系統的設計及運行中，噴槍布置位置 選擇？氨水稀釋濃度控制？噴槍霧化效果都是重要因素，應重點考慮？同時,CFB鍋 爐本身具有低氮燃燒的特性，可以在鍋爐燃燒過程中進行優化，從源頭控制NOx 的生成量，從而節約脫硝成本？CFB鍋爐作為資