300MW火电机组加装脱硝装置改造
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300MW锅炉脱硝超低排放改造后存在的问题及改善措施发布时间:2023-04-26T08:18:54.591Z 来源:《科技潮》2023年5期作者:海美旭[导读] 本文先概述了烟气脱硝的工作原理,然后对300MW火电机组锅炉脱硝超低排放改造后存在的问题进行了分析,最后探讨了300MW 火电机组脱硝超低排放改造后锅炉运行调整改善措施,以供相关的工作人员参考借鉴。
国能阳宗海发电有限公司云南昆明 652103摘要:我国火力发电厂为了减少污染物氮氧化物(NOx)的排放,在锅炉系统上设置烟气脱硝装置进行脱硝超低排放改造,但锅炉脱硝超低排放改造后又引发了一系列的问题,为避免对锅炉运行造成重大不良影响,本文先概述了烟气脱硝的工作原理,然后对300MW火电机组锅炉脱硝超低排放改造后存在的问题进行了分析,最后探讨了300MW火电机组脱硝超低排放改造后锅炉运行调整改善措施,以供相关的工作人员参考借鉴。
关键词:300MW;火电机组;锅炉;脱硝;超低排放改造;问题;措施1锅炉烟气脱硝工作原理氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。
通常所说的氮氧化物(NOx)有多种不同形式:N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4 和N2O5,其中NO和NO2是主要的大气污染物。
我国氮氧化物的排放量中70%来自于煤炭的直接燃烧,电力工业是我国的燃煤大户,因此火力发电厂是NOx 排放的主要来源之一。
烟气脱硝是目前普遍采用的减少NOx排放的方法,应用较多的有选择性催化还原法(Selective catalytic reduction,简称SCR)和选择性非催化还原法(Selective non-catalytic reduction,简称SNCR)。
国能阳宗海发电有限公司两台300MW机组烟气脱硝采用的是选择性催化还原法(SCR)工艺,脱硝还原剂NH3采用尿素制取的工艺,脱硝反应产物为对环境无害的水和氮气。
每台锅炉配置2台SCR反应器,每台SCR反应器设置3层五氧化二钒(V2O5)催化剂。
专业施工组织设计/施工技术方案/措施报审表表号:HSD-A-04 编号:A04-DS-00-000-D004本表由承包商填报,业主、监理部、总承包商各1份,承包商份数自定。
专业施工组织设计/施工技术方案会签页目录一、编制依据 (1)二、工程概况、现场条件及主要工程量 (1)三、主要施工方案 (3)3.1、脱硫装置安装 (3)3.2、脱硝装置安装 (20)3.3、除尘除灰系统电气设备安装 (37)3.4、附属生产系统电气设备安装 (53)四、劳动力计划及施工组织机构 (68)4.1、施工组织机构 (68)4.2、劳动力计划表 (68)五、主要施工进度 (68)5.1、里程碑工期 (68)六、主要施工机械及工器具配备计划 (69)6.1、主要施工机械配备计划 (69)6.2、主要仪器、仪表配备计划 (69)七、设备供应计划与需编写的施工方案或施工作业指导书 (71)7.1、设备供应计划 (71)7.2、需编写的方案或施工作业指导书 (71)八、保证工程质量措施 (71)8.1、质量目标 (71)8.2、保证质量具体措施 (71)8.3、质量工艺要求 (72)8.4、质量通病控制措施 (73)8.5、主要执行的规程、规范、标准 (73)九、保证工程进度的措施 (74)9.1、施工准备措施 (74)9.2、技术保证措施 (74)9.3、科学管理措施 (74)9.4、后勤保障措施 (75)9.5、加强思想工作 (75)9.6、制定有效的奖惩制度 (75)十、安全及文明施工保证措施 (75)10.1、贯彻执行安全生产方针 (75)10.2、安全工作目标 (76)10.3、实行目标管理 (76)10.4、安全保证措施 (76)10.5、安全控制措施 (79)10.6、文明施工管理措施 (80)十一、环境管理措施 (83)11.1、环境方针和环境目标 (83)11.2、环境污染控制思路 (83)11.3、环境保护措施 (84)11.4、其他环境因素的控制 (84)十二、职业病防治 (84)12.1、电自专业公司职业病防治组织机构 (84)12.2、职业病防治领导小组管理职责 (85)12.3、职业病防治计划及实施方案 (85)十三、强制性条文 (85)十四、危险点辨识 (89)十五、亮点工程保障措施、创精品工程规划 (103)一、编制依据本施工组织设计主要依据下列文件进行编制1.1、酒钢宏晟2x300MW自备电厂脱硫脱硝改造工程施工组织设计1.2、《火力发电工程施工组织设计导则》(2003年版)1.3、《电气装置安装工程质量检验及评定规程》;DL/T5161.1-5161.17-20021.4、东电四公司质量管理体系文件《质量保证手册》;2005版1.5、东电四公司质量、职业健康安全卫生、环境管理体系文件1.6、《电力建设安全工作规程》第1 部分:火力发电厂1.7、《电测量指示仪表检定规程》1.8、《继电保护调试大纲》1.9.《电气装置安装工程施工及验收规范》1.10、山东电力工程咨询院图纸及设备厂家图纸资料1.11、《电力建设安全工作规程》第1 部分:火力发电厂。
大唐陕西发电有限公司灞桥热电厂1、2号机组超低排放脱硫、脱硝提效改造工程初步设计审查会会议纪要会议时间:2015年05月21日地点:大唐陕西公司13层会议室参加:见签到表附件2015 年05 月21日,大唐陕西公司组织大唐陕西发电有限公司灞桥热电厂(简称“业主”)、大唐科技产业集团有限公司(简称“大唐科技”)召开大唐陕西发电有限公司灞桥热电厂1、2号机组超低排放脱硫、脱硝提效改造工程初步设计审查会议,参会人员就初步设计方案进行了讨论,并形成以下会议纪要:一、脱硫部分1、工艺部分:1)引风机出口挡板仅1号机组需要更换,灞桥己在2014年完成2号机组联合风机出口挡板门的更换;2)在除雾器采购招标文件中吸收塔出口烟气中的液滴含量按不大于20mg/Nm3进行要求;3)新增浆液循环泵的布置要与MGGH的附属设备配套设计,留出联合风机的检修通道;4)大唐科技与搅拌器供货方联系,核实脱硫装置长期备用状态下四个吸收塔搅拌器是否满足要求,是否有必要加装上层搅拌器;5)大唐科技尽快提供给业主MGGH辅助蒸汽的耗量及参数,用以选择辅汽系统接入点;6)大唐科技需考虑#1、#2单元制对MGGH除盐水补水的稳定运行的影响,对单元制(一用一备,一台机组两台泵)与母管制(一台机组一台泵,出口用母管连接)两方案进行比较,选择最优方案;7)脱硫装置的进出口烟道应通过优化设计、合理布置,做到阻力最低;8)MGGH厂家需进一步完善设计,并向大唐科技及业主提供换热计算书及阻力计算书,必须满足招标文件要求的烟气量、温度和阻力条件,并按规定预留堵管余量;9)由于本工程工期较短,MGGH订货正常招标无法满足工程的进度要求,需要提前采购MGGH。
经双方讨论,如满足第8)条,MGGH选用沃斯坦公司产品。
10)为保证质量和工期,经双方讨论,除雾器在国内同类电厂应用业绩较好的国电清新、蒙特斯及苏境三家公司中选取。
大唐科技需尽快开展工作,经过技术经济比较,推荐一家产品供业主确认。
火电厂烟气脱硝技术规范--选择性催化还原法1 总则1.1 适用范围本规范适用于新建、扩建和改建的机组容量为300MW及以上燃煤、燃气、燃油火电厂锅炉或供热锅炉同期建设或已建锅炉加装的选择性催化还原法烟气脱硝工程的规划、设计、评审、采购、施工及安装、调试、验收和运行管理。
对于机组容量300MW以下锅炉,当几台锅炉烟气合并处理,或其他工业炉窑,采用选择性催化还原法脱硝技术时参照执行。
本标准针对火电厂选择性催化还原法烟气脱硝技术,无其他脱硝方法如SNCR,电子束辐射法等内容。
1.2 实施原则1.2.1 烟气脱硝工程的建设,应按国家的基本建设程序进行。
设计文件应按规定的内容和深度完成报批和批准手续。
1.2.2 新建、改建、扩建燃煤锅炉的烟气脱硝工程应和主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。
1.2.3 当锅炉排烟NOx浓度较低时(<300mg/m3),SCR烟气脱硝系统的脱硝效率可不低于50%;当锅炉排烟NOx浓度较高时(>800mg/m3),建议先采用其他方式(如改进燃烧方式、SNCR脱硝等)进行初步脱硝,再采用SCR烟气脱硝;一般情况下,SCR烟气脱硝系统的脱硝效率应不小于80%(含备用催化剂层),脱硝效率在满足环保要求的同时应具有进一步提高脱硝效率的能力。
1.2.4 加装烟气脱硝系统后,氨逃逸率一般不大于3ppm,SO2/SO3转化率一般小于1%,鼓励采用更低氨逃逸率和SO2/SO3转化率的催化剂产品和技术方案。
1.2.5 烟气脱硝系统主体设备设计使用寿命应不低于主机的设计/剩余寿命,装置的可用率应保证在95%以上。
1.2.6 脱硝系统的建设必须充分考虑与锅炉主体系统的兼容与相互影响,脱硝系统不得对锅炉安全运行造成重大隐患,脱硝系统对锅炉热效率的影响应减小到最低。
1.2.7 烟气脱硝工程建设,除应符合本规范外,还应符合国家有关工程质量、安全、消防等方面的强制性标准条文的规定。
2 术语和定义2.1脱硝岛 Denitration equipment指脱硝装置及为脱硝服务的建(构)筑物。
摘要:针对某300 MW火电机组原脱硝自动无法正常投入的情况,分析了控制策略存在的问题,并根据脱硝系统的动态特性和运行状况,提出了基于智能并行前馈控制的变参数串级控制优化方案,以克服脱硝系统固有的迟滞性和大惯性,提高脱硝自动控制的工况适应能力。
优化后的脱硝控制系统,在变负荷工况和稳态工况下均取得了良好的控制品质,有效解决了NO x大滞后对象的实时控制难题,提高了机组运行的安全经济性,可为其他火电机组的脱硝控制优化提供有益的借鉴。
关键词:火电机组;脱硝控制优化;变负荷工况0 引言氮氧化物(NOx)污染是大气污染的主要来源之一,而燃煤电厂则是NO x排放大户,目前超低排放已成为燃煤电厂的“底线”指标。
关于如何提高脱硝系统的可用性,以往比较关注脱硝系统的设备构造、反应原理、运行操作方式等方面,随着计算机技术和自动控制理论的发展,脱硝自动控制策略的优化越来越引起业内专家的广泛关注。
如果脱硝自动无法正常投入,将对机组安全经济运行产生严重影响:(1)NO x波动大,甚至经常超标。
为避免超标,不得不将NO x设定值置于较低水平,从而增加了液氨或尿素溶液等脱硝还原剂的消耗量,增加电厂运营成本。
(2)脱硝自动的调节性能差容易导致脱硝还原剂的过量加入,从而导致氨逃逸较高,过量的氨与烟气中的硫化物反应生成硫酸氢铵,会堵塞空预器,危及下游设备安全经济运行。
(3)为避免环保考核,往往需要专门安排运行人员调节脱硝控制,既增加运行工作量,又会制约机组变负荷能力,容易引起电网“两个细则”考核及环保考核。
当前,为响应国家“双碳”目标的要求,越来越多的火电机组开展了灵活性改造,机组调峰深度需要达到20%额定负荷甚至更低,以充分发挥火电机组调峰调频的灵活性和对电网的基础支撑作用。
脱硝自动控制在宽负荷工况能够取得良好的投入效果,既是保证脱硝环保参数达标的前提,也是机组参与深度调峰和空预器长周期安全运行的保障。
某300 MW火电机组,采用选择性非催化还原法脱硝工艺,脱硝还原剂为尿素溶液。
(案——04)首钢京唐自备电厂2×300MW机组烟气脱硝工程空预器及烟道改造施工方案编制审核批准湖南省工业设备安装有限公司首钢京唐钢铁厂2×300MW机组脱硝工程项目部空气预热器改造施工方案1.施工范围及内容:1.1本改造工程为两台300MW燃煤(同时掺烧高炉煤气)机组锅炉空气预热器的改造施工,为增设烟气脱硝设施做了必要的准备,锅炉由哈尔滨锅炉厂设计、制造,已投入商业试运行,需改造的锅炉空预器位于K4~K6锅炉柱之间,高度在12.6米层以上。
具体施工时间根据电厂停炉检修时间确定。
2空预器拆除施工措施及旁路烟道的改造:2.1空气器热器的拆除和安装工作,采取2班倒工作制,每天每班26人每台空预器为1个作业区,每个作业区13人24小时不停作业;2.2根据现场情况,在空预器顶部开一个吊装孔(或者空预器侧边开两处,如果空预器壳体有人孔门能方便吊装的最好);2.3在12.5m平台一侧设置拆除件堆放区,注意与施工场区的隔离,先把热端的换热组件抽出,转运至堆放区,再抽出冷端的。
抽出时注意顺序,应该对称拆除,避免一边抽尽后重心倾覆;2.4拆除热端换热组件,将其转运到指定位置,并进行适当的检修处理;2.5在回装时,虽然热端的组件不更换,但热端的密封条照理也必须更换,此项需跟厂代及设计方协商好,以保证施工的密封质量。
2.6安装换热组件的密封条时,应严格按照厂家要求施工,但同时需注意的是:调整间隙时不能完全按图纸施工,那样很有可能会造成间隙偏小而转动受阻,必须得留有一定余量的经验值。
2.7所有拆除下来的部件均及时运走,为安装施工空出场地;2.8 在停炉检修期间除要进行空预器的改造施工外,还要对烟气脱硝的旁路烟道进行改造施工,改造施工的具体内容为在锅炉原烟道,锅炉脱硝烟气进出烟道之间的位置增加一个挡板门和一个非金属膨胀节。
2.9 在烟道挡板门位置将保温层拆除,用气割在烟道上依照挡板门的尺寸割开,将清除下来的材料及时清运,以利于下一步施工。
摘要:火电厂普遍采用空气作为脱硝反应器稀释风,缺点是会造成锅炉热量损失、脱硝反应器温降、脱硝和后续系统烟气量增加以及风机设备能耗增加。
针对此问题,提出了以引风机后高温低尘烟气回用方式作为脱硝反应器稀释风的优化改造方案,该方案在理论上具有可行性。
以某300 MW燃煤机组的脱硝系统运行参数作为依据,通过相关数据计算分析,得出改造后夏季时脱硝反应器前烟气量可降低0.22%,脱硝反应器温度可提高1.3 ℃,锅炉效率可提高约0.05%,稀释风机和引风机电耗可节约40 kW·h/h,节能减排效果较好。
关键词:火电厂;脱硝;稀释风;节能0 引言目前,脱硝装置已经成为国内火电机组必备的环保设施,其中选择性催化还原(SCR)脱硝装置应用最为广泛,其优点是具有良好的选择性,稳定性强,脱硝效率高。
该装置常规安装在锅炉省煤器出口至空气预热器入口的烟道之间,其技术原理是在适当温度下(一般要求为280~400 ℃),还原剂(如NH3)通过催化剂层把NOx催化氧化为氮气(N2)和水(H2O)。
其中,以液氨为还原剂的脱硝装置设计中,空气被电厂普遍采用作为氨与空气混合系统中的稀释风来源,也有报道优化后改用冷一次风作为稀释风,空气的优点为可就地取风,且对稀释风机各项性能指标要求低,缺点是空气温度远远低于脱硝反应器内的烟气温度,由此会造成锅炉热量的损失和脱硝系统的温降,同时,空气的掺入增加了锅炉系统烟气量,给后续各烟气处理设备增加了负担。
因此,稀释风采用空气对整个机组系统而言不利于节能减排。
本文以广东省某实现超低排放的常规300 MW燃煤机组电厂烟气处理系统工艺流程为例,借鉴以尿素作为还原剂的脱硝装置优化改造理念,提出以烟气回用方式作为脱硝稀释风的优化改造方案,同时根据改造后的相关数据计算分析,用以论证节能效果,希望能为火电厂节能减排工作的开展做出一定贡献。
1 脱硝稀释风改造设想以液氨作为脱硝装置的氮氧化物还原剂,首先需要考虑的是液氨使用的安全性问题。
国电达州2×300MW机组烟气脱硝改造工程施工组织设计目录编制说明 1 第一章、编制依据 2 第二章、工程概况 3 2。
1工程建设依据 32.2厂址位置 42.3厂区自然条件 4 第三章、工程特点 53.1脱硝工程建设特点 53。
2机组与脱硝系统有关的主要设计参数 5 3。
3主要工程量 6 第四章、目标管理体系和保证体系114.1建设目标114.2质量目标114。
3职业健康安全管理目标12 4。
4环境管理目标124.5工程质量管理措施124.6安全管理保证措施144.7环境保护管理224。
8物资设备管理22 4。
9工程文件及档案管理22 第五章、组织机构和劳动力计划24 5。
1工程管理基本模式245.2施工高峰期劳动力计划24 第六章、工程进度计划256.1工程施工进度计划256.2 网络进度(二级进度)计划256.3 保证施工工期的措施256.4 图纸需求计划276.5 设备需求计划286.6 主要施工机械的配备29 第七章、施工临设及总平面规划307.1 主要吊车布置307。
2 施工用地307.3 施工用电及通讯317.4 氧气、乙炔、氩气的供应317.5 压缩空气的供应317.6 施工用水317。
7 施工排水布置31 第八章、施工和设备招标计划33 8。
1施工招标划分338.2设备招标划分33 第九章、整体施工方案349.1原则性整体施工方案349.1。
1 工艺部分介绍349。
1。
2 电气工程介绍34 9。
1。
3 热控工程介绍349.1。
4 脱硝装置施工程序349。
1.5 施工原则34 9。
1.6 安装、调试重要工序表35 9。
2 钢架、催化剂安装36 9。
2。
1钢架安装369.2.2催化剂安装369.3 烟道安装369。
3.1 烟道组装原则36 9。
3。
2 施工准备379.3。
3 支吊架的安装379。
3.4 烟道吊装379.3。
5 半成品的技术规范见北京国电龙源标准379。
4 电缆施工37 9。
机组灵活性改造中脱硝系统改造方案对比分析摘要:针对灵活性改造工程中烟气脱硝系统的改造,比较分析了多种技术方案,为实际项目执行提供依据参考。
关键词:灵活性;烟气脱硝引言火电机组灵活性改造会造成低负荷下污染物的排放超标的问题,尤其是氮氧化物的超标排放。
目前,宽负荷脱硝的改造手段较多,下面就各改造方案的改造路线进行详细介绍分析。
1 减少省煤器换热面积方案SCR装置上游布置有多级对流及辐射受热面,包括省煤器、低温过热器等等。
从烟气换热的具体过程来考虑,应减少烟气通过这些受热面时的换热量,以提高进入SCR装置的烟气温度。
一般有三个途径:一是减少受热面的换热面积;二是通过改变受热面的物理特性来削弱换热量;三是减少参与换热的工质流量。
本方案考虑割除部分省煤器受热面,减少受热面吸热,提高烟温。
优点:操作直接,直接施工,该方案工程投资低。
缺点:实施空间较小、难度较大,工程比较复杂。
2 省煤器分段布置方案省煤器分段布置的初步设想是将原省煤器的下部管组拆除,保留上部管组并通过连接管与原省煤器进口集箱连接;在SCR反应器后增设一定的省煤器受热面。
一般在SCR出口若新增H型鳍片省煤器。
给水直接引至位于SCR反应器后面的省煤器,然后通过连接管引至位于SCR反应器前面的省煤器。
由于大部分工程是在已有脱硝系统上进行改造,原脱硝出口烟道与空预器距离近、尺寸较小、烟气流速高,对省煤器管子磨损强。
采用此方案需要对脱硝反应器下部钢架、烟道及基础进行加固。
优点:对锅炉运行基本无影响;不降低锅炉效率,投资巨大。
缺点:一次汽阻力略有增加,改造周期比较长,投资大;受到改造空间、钢架强度、基础条件限制。
3 省煤器水旁路方案3.1 常规水旁路方案本方案自主给水管路上引出旁路管道,将此旁路管道接入省煤器出口连接管道,并配有相应的控制阀、关断阀等设备来控制省煤器旁路流量,降低通过省煤器换热面内的水流量。
当采用省煤器水旁路时,省煤器出口工质温度可能已经达到或超过工质饱和温度,省煤器中的工质将出现沸腾现象,造成传热恶化、阻力增加等问题。
浅谈火电机组脱硝改造的难点及应对措施摘要:本文总结了火电机组脱硝改造中的几个难点,并根据本公司多台机组脱硝改造的经验,提出了解决这些难点的应对措施,以供国内的同行借鉴和参考。
关键词:nox; scr;催化剂;地下设施abstract: this paper summarizes the thermal power unit denitration renovation of several difficulties, and according to the company many sets of denitration reform experience, some suggestions to solve these problems, countermeasures for the domestic colleague reference and reference.keywords: nox; scr; catalyst; underground facilities.中图分类号:tu74文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2013)前言我国的能源结构以煤炭为主,这导致大气中的nox污染物比较多。
但我国对nox的控制在很长一段时间却基本处于缺位状态,导致nox 排放量逐年增多。
要控制nox排放,必须从第一大污染源--火电厂人手。
2011年1月,国家环保部发布了《火电厂大气污染物排放标准(二次征求意见稿)》,要求从2014年1月1日起,重点地区所有火电投运机组氮氧化物排放量达到100毫克/立方米,非重点其余2003年以前投产的机组达到200毫克/立方米。
环保部还提出,到2015年年底前,现役机组全部完成脱硝改造。
目前火电厂应用的脱硝手段有三种:低氮燃烧脱硝、选择性催化还原法(scr)脱硝和非选择性催化还原法(sncr)脱硝。
其中scr 技术是燃煤电厂烟气脱硝的最常用方法,其原理是在催化剂作用下,还原剂有选择性的与nox反应生成无害的n2和h2o,从而达到出去nox的目的。
火电企业脱硝技术改造展望摘要:为了构建环境友好型社会,国家不断提高环保的标准,加大了对气体排污的治理力度。
目前火电厂氮氧化物的排放控制也需加强。
新建300mw以上机组均同步安装脱硝装置,原有的机组中,北京、广州等地火电机组完成了脱硝改造,国内别的地方纷纷响应号召,进行机组的脱硝改造。
本文旨在对脱硝技改进行展望,以期运用到实际工作中。
关键词:火电企业脱硝技改低氮燃烧选择性催化还原0 引言氮氧化物作为火电排放废气的主要组成物之一,严重破坏了我们的环境——形成硝酸型酸雨、破坏臭氧层等。
随着排污制度的进一步执行,对于锅炉nox的排放控制日趋严格。
与此同时,专门征收的nox排污费已经展开,电厂为此花费大笔资金。
因此,不管是新建火电机组还是老机组的升级改造,都要求nox排放必须大大降低,以解决当前火电企业面临的窘境。
1 脱硝技术概述火电机组在生产中产生氮氧化物的方式主要有两种:一种是热力型nox,即空气中自带的氮鼓入锅炉时,与氧反应的氮氧化物;另一种是燃料型nox,即煤炭中含有的氮化合物在高温下反应生成的氮氧化物。
由于火电企业使用煤炭,机组在生产过程中产生的氮氧化物绝大部分是燃料型nox,热力型nox只占小部分。
根据燃煤机组在燃烧前、燃烧中、燃烧后生成的氮氧化物,控制其排放的措施可分为三类。
这其中燃烧前脱氮成本过高,实际在企业中应用很少。
燃烧中脱氮和燃烧后脱氮是目前应用较广泛的方法。
燃烧中脱氮即低氮燃烧技术,燃烧后脱氮即烟气脱硝技术。
2 低氮燃烧技术早在20世纪50年代国外就开始研究控制和降低燃烧过程中nox 的生成。
如德国和日本等,他们比较广泛的一种做法是,利用低氮燃烧在前期减少一半以上的nox生成,剩余的nox排入脱硝装置后再进行烟气脱硝。
这种处理技术的特点是工艺成熟、投资和运行成本低。
总结起来,火电企业常用的低氮燃烧技术有以下几种:2.1 低过量空气燃烧燃料种类、燃烧方式和排渣方式的改变是低过量空气燃烧抑制nox产生的主要途径。
火电厂脱硝技术氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。
通常所说的氮氧化物NO x有多种不同形式:N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5,其中NO和NO2是重要的大气污染物。
我国氮氧化物的排放量中70%来自于煤炭的直接燃烧,电力工业又是我国的燃煤大户,因此火力发电厂是NOx排放的主要来源之一。
研究表明,氮氧化物的生成途径有三种:(1)热力型NOx,指空气中的氮气在高温下氧化而生成NOx;(2)燃料型NOx,指燃料中含氮化合物在燃烧过程中进行热分解,继而进一步氧化而生成NOx;(3)快速型NOx,指燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成NOx。
在这三种形式中,快速型NOx所占比例不到5%;在温度低于1300℃时,几乎没有热力型NOx。
对常规燃煤锅炉而言,NOx主要通过燃料型生成途径而产生。
控制NOx排放的技术指标可分为一次措施和二次措施两类,一次措施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx生成量;二次措施是将已经生成的NOx通过技术手段从烟气中脱除。
1. 脱硝技术介绍降低NOx排放主要有两种措施。
一是控制燃烧过程中NOx的生成,即低NOx燃烧技术;二是对生成的NOx进行处理,即烟气脱硝技术。
1.1 低NOx燃烧技术为了控制燃烧过程中NOx的生成量所采取的措施原则为:(1)降低过量空气系数和氧气浓度,使煤粉在缺氧条件下燃烧;(2)降低燃烧温度,防止产生局部高温区;(3)缩短烟气在高温区的停留时间等。
低NOx燃烧技术主要包括如下方法。
1.1.1 空气分级燃烧燃烧区的氧浓度对各种类型的NOx生成都有很大影响。
当过量空气系数α<1,燃烧区处于“贫氧燃烧”状态时,对于抑制在该区中NOx的生成量有明显效果。
根据这一原理,把供给燃烧区的空气量减少到全部燃烧所需用空气量的70%左右,从而即降低了燃烧区的氧浓度也降低了燃烧区的温度水平。
因此,第一级燃烧区的主要作用就是抑制NOx的生成并将燃烧过程推迟。