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摘要：某電廠2×600MW超臨界機(jī)組“寬負(fù)荷脫硝煙氣旁路+熱力系統(tǒng)優(yōu)化”使機(jī)組在全負(fù)荷脫硝的創(chuàng)新實(shí)踐應(yīng)用。對靈活性全負(fù)荷脫硝技術(shù)進(jìn)行了闡述，并結(jié)合運(yùn)行控制的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)其運(yùn)用的方法和重點(diǎn)關(guān)注的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

1概述

某電廠鍋爐由哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司引進(jìn)英國三井巴布科克能源公司技術(shù)制造，超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行帶內(nèi)置式再循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)的本生直流鍋爐，單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、Π型鍋爐，型號(hào)為HG1950/25.4－YM1。汽輪機(jī)由東方汽輪機(jī)廠引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的超臨界、單軸、三缸四排汽、一次中間再熱、沖動(dòng)式、雙背壓純凝汽式汽輪機(jī)，具有8組非調(diào)整回?zé)岢槠?，型?hào)為N600-24.2/538/566型。

隨著環(huán)保政策的不斷改革，火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)要實(shí)現(xiàn)超低排放，并要求實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷工況脫硝裝置的投入。某電廠煙氣脫硝裝置采用選擇性催化還原法（SCR）脫硝技術(shù)，保證氮氧化物排放濃度不大于50mg/Nm3。對于采用SCR脫硝技術(shù)的火電機(jī)組，由于SCR脫硝系統(tǒng)裝置的固有特性，對反應(yīng)溫度有嚴(yán)格要求，當(dāng)脫硝裝置入口煙溫低于下限值時(shí)SCR脫硝系統(tǒng)無法正常投運(yùn)，導(dǎo)致氮氧化物排放嚴(yán)重超標(biāo)，因此實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷脫硝達(dá)到超低排放成了技術(shù)難題。

為了解決機(jī)組啟動(dòng)并網(wǎng)前、低負(fù)荷及機(jī)組停運(yùn)過程中SCR入口煙溫低于下限值的脫硝退出的問題，增設(shè)了煙氣旁路系統(tǒng)。在鍋爐點(diǎn)火前通過冷段抽汽工業(yè)供熱與#2高加投的運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)來提高給水溫度，結(jié)合脫硝煙氣旁路來提高鍋爐煙溫，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行應(yīng)用情況，在機(jī)組啟動(dòng)并網(wǎng)前、機(jī)組停運(yùn)過程中均實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷脫硝，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組全負(fù)荷工況下的脫硝投入，達(dá)到超低排放要求。

2全負(fù)荷脫硝運(yùn)行技術(shù)的簡介

靈活性全負(fù)荷脫硝技術(shù)的關(guān)鍵就是要滿足各工況下脫硝裝置入口煙溫不低于最低允許溫度，保證脫硝裝置的安全投運(yùn)。某電廠綜合考慮在不同工況下，利用煙氣側(cè)和水側(cè)對SCR脫硝裝置入口煙溫的影響，創(chuàng)新出了“寬負(fù)荷脫硝煙氣旁路＋熱力系統(tǒng)優(yōu)化”全負(fù)荷脫硝運(yùn)行技術(shù)。

2.1 寬負(fù)荷脫硝煙氣旁路系統(tǒng)

某電廠根據(jù)機(jī)組現(xiàn)場實(shí)際情況，并綜合考慮改造的安全性，經(jīng)濟(jì)性等因素，選擇采用抽取高溫?zé)煔饧訜酳CR入口煙溫的煙氣旁路方法，而煙氣旁路的關(guān)鍵是煙氣抽取口的選擇，如選擇不當(dāng)將無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

根據(jù)鍋爐尾部煙道布置空間和受熱面布置形式，抽煙口可選取在省煤器入口、低溫過熱器管屏之間以及后煙道轉(zhuǎn)向室。經(jīng)核算，抽煙口若選取在省煤器入口(過熱器側(cè))抽煙氣量較多（30%BMCR工況下將抽取40%以上的煙氣）且后煙道煙氣量小，因此對省煤器入口區(qū)域流場擾動(dòng)較大；抽煙口若選取在低溫過熱器管屏之間，在低負(fù)荷時(shí)尾部煙道后煙道煙氣量小，無法提供足夠量的高溫?zé)煔庵撩撓跞肟凇＞C合考慮選擇在后煙道轉(zhuǎn)向室處抽取部分煙氣（30%MCR滑壓工況抽取約10%煙氣量）至脫硝入口（圖1），使脫硝入口煙氣溫度提高至310℃，保證脫硝可以安全投運(yùn)。

2.2 熱力系統(tǒng)優(yōu)化

冷段抽汽工業(yè)供熱母管至#2高加加熱系統(tǒng)：由于給水溫度是影響鍋爐排煙溫度的重要因素之一，某電廠根據(jù)本公司機(jī)組的熱力系統(tǒng)特點(diǎn)，從冷段抽汽工業(yè)供熱母管引出支路供#2高加加熱給水（圖2），在機(jī)組啟動(dòng)初期，通過冷段抽汽工業(yè)供熱至#2高加加熱系統(tǒng)提高給水溫度，鍋爐點(diǎn)火前可加熱爐內(nèi)溫度至160℃左右，同時(shí)鍋爐點(diǎn)火升溫升壓過程中，通過冷段抽汽工業(yè)供熱至#2高加加熱持續(xù)提高#2高加出口水溫使省煤器入口水溫保持較高水平，減少省煤器的換熱量，提高SCR脫硝裝置入口煙溫。

熱力系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化：雙機(jī)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)SCR脫硝裝置入口煙溫情況，可調(diào)整雙機(jī)工業(yè)供熱流量分配，在再熱蒸汽溫度及再熱器受熱面壁溫不超限的情況下，可通過增加機(jī)組負(fù)荷較低機(jī)組的工業(yè)供熱供汽流量、減少再熱蒸汽流量，減少再熱器的換熱量，從而提高了SCR脫硝裝置入口溫度。

3靈活性全負(fù)荷脫硝技術(shù)的運(yùn)行控制

根據(jù)機(jī)組不同運(yùn)行工況下SCR脫硝裝置入口煙溫情況，某電廠靈活運(yùn)用靈活性全負(fù)荷脫硝技術(shù)，提高SCR脫硝裝置入口煙溫，保證全負(fù)荷工況下SCR脫硝入口煙溫不低于310℃。

3.1 機(jī)組啟動(dòng)

提高省煤器入口給水溫度：在機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過程中，鍋爐上水后，首先通過輔汽供汽將除氧器水溫逐漸加熱至150℃，提高給水溫度；鍋爐上水后可逐漸暖投冷段抽汽工業(yè)供熱至#2高加加熱系統(tǒng)，將#2高加出口溫度逐漸加熱至180℃（必須要保證低于根據(jù)省煤器入口壓力下的飽和溫度，防止給水管道振動(dòng)），在鍋爐沖洗過程中，將鍋爐螺旋管水冷壁溫加熱至150℃；鍋爐點(diǎn)火后，在升溫升壓過程中，隨著主再熱蒸汽壓力的升高，根據(jù)省煤器入口壓力情況逐漸提高給水溫度至210℃。

投入寬負(fù)荷脫硝煙氣旁路提高SCR入口煙溫：鍋爐點(diǎn)火后，當(dāng)SCR入口煙溫大于210℃時(shí)，開始逐漸投入寬負(fù)荷脫硝煙氣旁路系統(tǒng)，逐漸提高SCR脫硝裝置入口煙溫。

優(yōu)化熱力系統(tǒng)運(yùn)行方式：主再熱蒸汽品質(zhì)合格后，暖投冷再至輔汽聯(lián)箱供汽，并將#2高加供汽由冷段抽汽工業(yè)供熱母管倒至本機(jī)二段抽汽供汽，減少再熱蒸汽流量，從而減少再熱器換熱量、提高SCR入口煙溫。通過以上的運(yùn)行方式控制，在機(jī)組沖轉(zhuǎn)前即可將SCR脫硝裝置入口煙溫提高至310℃以上，保證SCR脫硝噴氨正常投入。

3.2 機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行

機(jī)組低負(fù)荷（50%BMCR以下負(fù)荷）運(yùn)行，當(dāng)SCR脫硝裝置入口煙溫低于320℃時(shí)，DCS報(bào)警“SCR脫硝裝置入口煙溫低”，提醒投入寬負(fù)荷脫硝煙氣旁路系統(tǒng)，同時(shí)可以適當(dāng)關(guān)小再熱器、過熱器煙氣調(diào)溫?fù)醢澹黾訜煹雷枇?，從而增加寬?fù)荷脫硝煙氣旁路高溫?zé)煔馔髁浚ＷCSCR脫硝裝置入口煙溫不小于310℃。根據(jù)我廠實(shí)際運(yùn)行情況，#1機(jī)組深度調(diào)峰，負(fù)荷227MW時(shí)，投入寬負(fù)荷脫硝煙氣旁路可以滿足SCR入口煙溫平均值大于310℃。

3.3 機(jī)組滑停

投入寬負(fù)荷脫硝煙氣旁路提高SCR入口煙溫：在機(jī)組滑參數(shù)停機(jī)過程中，降負(fù)荷時(shí)，當(dāng)SCR脫硝裝置入口煙溫小于320℃，提前投入寬負(fù)荷脫硝煙氣旁路運(yùn)行，提高SCR脫硝裝置入口煙溫，保證SCR脫硝裝置入口煙溫大于310℃；在滑參數(shù)停機(jī)過程中還可適當(dāng)關(guān)小再熱器、過熱器煙氣調(diào)溫?fù)醢?，增加煙道阻力，從而增加寬?fù)荷脫硝煙氣旁路高溫?zé)煔馔髁浚岣逽CR入口煙溫。

熱力系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化：當(dāng)鍋爐負(fù)荷低于30%BMCR時(shí)，鍋爐轉(zhuǎn)濕態(tài)運(yùn)行，啟動(dòng)爐水循環(huán)泵運(yùn)行，同時(shí)保持儲(chǔ)水箱小溢流在手動(dòng)關(guān)閉狀態(tài)，減少工質(zhì)排放，控制循環(huán)流量回收儲(chǔ)水箱內(nèi)的工質(zhì)熱量加熱省煤器入口水溫，減少省煤器的換熱量，提高SCR入口煙溫。通過利用靈活性全負(fù)荷脫硝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了滑參數(shù)停機(jī)過程中脫硝系統(tǒng)的安全投運(yùn)。

4重點(diǎn)關(guān)注風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

低負(fù)荷時(shí)投入寬負(fù)荷脫硝煙氣旁路運(yùn)行，在升負(fù)荷時(shí)要及時(shí)退出防止SCR入口煙溫過高催化劑燒結(jié)；機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)，點(diǎn)火前投入冷段抽汽工業(yè)供熱至#2高加加熱時(shí)，要保證#2高加出口水溫低于省煤器入口壓力下的飽和溫度3~5℃，防止給水管道振動(dòng)；在提高省煤器入口水溫時(shí)要注意監(jiān)視省煤器出口水溫度，防止省煤器沸騰，影響省煤器安全；投入寬負(fù)荷脫硝煙氣旁路運(yùn)行時(shí)要注意SCR入口煙溫溫升率不超限，防止催化劑損壞。