摘要：近年来，我国电力体制改革不断深入，淘汰落后产能、超低排放要求、电量竞价上网等政策的推出和落实，使发电企业面临最基本的生存问题。为此，探索挖掘机组潜能、如何降低能耗，成为企业突围的唯一出路。
关键词：循环流化床脱硝优化配风掺烧炉渣
引言广东某300MW循环流化床机组，配置独立的湿法脱硫装置，并于2014年7月进行脱硝改造，烟气脱硝装置采用以循环流化床为还原剂的选择性非催化还原法（SNCR）。自投运以来，相同负荷下，#5、6炉床温长期比设计值(850~900℃)高50℃以上，当掺烧国内烟煤时，床温更高，过高的床温也导致了一次风机出力增大、厂用电率升高，炉内氮氧化物生成增多、尿素消耗量增加等，直接影响了经济效益。对此，进行锅炉燃烧优化调整试验，从降低锅炉运行床温，控制炉内氮氧化物的生成，降低尿素物料消耗量成为必要的课题。
1、确定技术方案：
脱硝物料消耗量指每生产一度电所需要消耗的尿素量。近年来因环保指标的日趋严格， NOX排放控制的压力也日趋紧迫。该厂2017年度脱硝物料消耗0.791034022（g/kWh），脱硝物料消耗高于标杆值0.66，。经仔细研究、大胆尝试，从配风比例、床温控制、二次风压、锅炉氧量、控制管理方法等多方面进行验证实践，积极推进节能减排、降耗提效的时效工作。
降低锅炉运行床温是控制NOx生成的关键，其中床压是循环流化床锅炉监视的重要参数，是床层流化质量，料层厚度的重要指标。该炉长期烧印尼煤，由于灰份低，且床层颗粒度偏大，需要在入炉煤中掺入老厂炉渣，并调整配煤方式，掺烧高灰分烟煤；同时，进行降床压、降一次风量的运行试验，调整一、二次风配风比例。主要技术方案如下：
1.1加强入炉煤粒径管理：
通过不断摸索调整优化，在入炉煤粒径控制上有了较大改善。本锅炉设计要求入炉煤粒度参数：粒度范围0~8mm，50%切割粒径d50=1.5mm，但在综合评估输煤设备运行稳定性及能耗情况下，对入炉煤粒径进行了新的要求与规定，在保证3mm以下粒径煤粒在60%以上的基础上，严控8mm以上粒径煤粒不超过10%。
1.2优化配风，调整运行床压：
进行燃烧配风优化，在保证炉内流化良好的前提下，降低一次风量，严格控制一次风量不超过总风量的60%，适当增加二次风量，以便增强携带炉内循环物料灰量，达到提高密相区差压的作用，从而降低床温，控制NOx生成。通过对比相同负荷下，一次风量比原少30-110kNm3/h，床压也低了0.5kPa。通过配风优化，对应负荷床温得到相应的下降；一、二次风机电流降低，氧量根据各负荷段有所变化，厂用电率下降，有效的促进了NOx生成的下降。
优化燃烧调整的座签表如下：
座签表主要从以下两方面进行燃烧改善：
a、改善一、二次风配风比例提升分级燃烧比例
分级燃烧依据了控制氮氧化物生成的机理。以二次风送入点为界限，使上部形成富氧区，下部形成富燃料区(贫氧区)，这样在还原性气氛中可抑制氮氧化物的生成。测试结果表明：当过量空气系数一定时，二次风率增大，一次风率相应减小NOx生成量也随之下降。根据我厂设备及燃煤的特性，充分考虑燃烧安全的前提下，积极尝试对不同负荷段下的一次风量、二次风量、二次风压、床温控制进行摸索式探索，从NOx的生成源头进行第一步控制。
b、降低二次风量提升二次风压
在煤燃烧过程中釆用低过量空气系数,可以限制反应区内的氧量浓度，因而对“热力型”和“燃料型”NOx的产生都有一定的抑制作用。一般采用低过量空气系数燃烧，可降低NOx排放15%-20%。不过这种方法有一定的局限性，因为在很低的过量空气系数下运行时，一氧化碳和烟尘排放浓度都有可能增加，燃烧效率会降低。在综合考虑之下，我们采取了降低二次风量提升二次风压的控制措施，提升二次风的混入程度与二次燃烧时间，一方面较好的解决了降低过量空气系数的问题，另一方面也很好的解决了燃烧时间不足而造成的化学及飞灰损失。锅炉运行二次风压由原来运行控制5.0KPa，提升至6.0KPa。
2、实施考核管理方法
2.1严格执行国家排放标准，严控排放超200 mg/Nm3情况出现，并加大排放超200 mg/Nm3的考核力度。
2.2严密监视排放数据中的小时平均值、月度均值，因特殊原因本月排放标准不能达到减半环保税征收标准时，及时修改排放要求，即时提高本月的排放标准要求，以减少月度尿素的使用量，实行动态控制。
3、方案实施前后效果对比：
措施实行后，2018年前11个月发电量24.38亿，脱硝物料消耗量1590.86吨，脱硝物料消耗素成本消耗0.652g/kWh。由以上数据得出，措施执行后本年度脱硝物料消耗量已超出标杆值。
对比2017、2018年C厂脱硝物料消耗量变化如下：脱硝物料消耗量由2017年的0.791下降至2018年的0.664，下降幅度16.1%，效果显著。
4、关键技术及主要创造点：
4.1通过掺烧炉渣，置换床料，并进行动态控制，防止床层颗粒度偏大，保证床层料颗粒度均匀，促使床温降低，减少炉内氮氧化物的生成。
4.2通过降低床压，合理控制一、二次风配比，降低一次风量，严格控制一次风量不超过总风量的60%，适当增加二次风量，使炉内循环物料灰量达到良性循环。
4.3优化床压，比原床压降低了0.5kPa，调整空预出口二次风压，降低负荷段的氧量。
4.4采取了降低二次风量提升二次风压的控制措施，提升二次风的混入程度与二次燃烧时间，一方面较好的解决了降低过量空气系数的问题，另一方面也很好的解决了燃烧时间不足而造成的化学及飞灰损失。锅炉运行二次风压由原来运行控制5.0KPa，提升至6.0KPa。
4.5研读排放标准及排污费征收优惠政策，结合现行的控制排放标准及控制考核管理方法，形成了新的考核管理方法《关于修改C厂氮氧化物排放控制标准的建议》。
结语：
综合评述及对比情况，优化前尿素成本消耗0.791g/kWh，优化后尿素成本消耗0.652g/kWh，节约0.139 g/kWh。至2018年11月份止，该厂发电量为24.38亿千瓦时，节约尿素300余吨，每吨按3000元计，节约90万元。
参考文献：
[1]彭好义，低氧燃烧及其实现途径分析，冶金能源21卷2期200213.
[2]徐立东，低氧燃烧降低NOx排放技术分析，中国科技博览2016年第02期.
[3]李洪宇低氧燃烧与富氧燃烧的性能比较分析，工业加热2003年第05期.
论文作者:冼友文
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/26
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