杨义
中国石油兰州石化公司化肥厂 730060
摘 要:随着环保标准的不断提高,面对严峻的环保形势,目前我国对于NOx的污染排放问题也更为重视，正是基于这个背景,我车间C锅炉实施烟气脱硝工程改造,采用低氮燃烧、选择性非催化还原反应（SNCR）、选择性催化还原反应（SCR）联合脱硝技术，分三段脱除烟气中NOx，使NOx排放含量不高于100mg/Nm3。脱硝项目投运后，经联合调试达到了锅炉燃烧时NOx含量达标排放。本文介绍了低氮燃烧+SNCR+SCR脱硝技术在锅炉的应用，简述其改造技术特点和工艺流程,并通过实际运行调节总结经验。
关键词：燃煤锅炉 低氮燃烧 脱硝 燃烧调节
一、联合脱硝技术应用
1. NOx的生成机理
根据燃烧过程中NOx的生成机理，可以分为三种：热力型NOx、燃料型NOx和快速型NOx。热力型NOx其生成速度主要受温度的影响，热力型NOx主要是在1400℃以上的高温区产生的，当燃烧温度低于1000℃时，几乎观察不到热力型NOx的生成反应。燃料型NOx是由燃料本身固有的氮化合物在燃烧时转化而成，在600～800℃时就会产生。燃料氮是燃烧过程中NOx的主要来源，煤粉燃烧时约75%～90%的NOx来源于燃料型NOx。快速型NOx是当碳氢化合物燃料过浓燃烧时，在反应区附近快速生成的，它在整个NOx中数量极少，一般可忽略不计。
二、控制NOX的主要方法:
1.从燃烧侧的控制方法
1.1燃料量、一次风压和风量的调节
锅炉煤粉专烧运行期间，锅炉要根据煤量的增减，及时调整一次风压和风量，一次风压和风量过大，着火推迟，使得燃料在还原区停留的时间过短，大大限制了NOx还原能力。一次风压过低，煤粉混合不均匀，燃烧不稳定，增加不完全燃烧损失，严重时造成一次风管堵塞；着火点过于靠近喷燃器，有可能烧坏喷燃器或造成喷燃器附近结焦；煤粉气流的刚性减弱，煤粉燃烧的动力场遭到破坏，要严格控制风粉比在1.80～2.00之间。
1.2引风量、炉膛负压的调节
炉膛负压是反映炉内燃烧工况是否正常的重要运行参数之一。在增加了低氮燃烧、SCR脱硝装置后，整个烟道风量、阻力相应增大。因为改造，烟道内阻力的增大，提高了引风机的出力，炉膛负压调节延迟性增大，引风机出力也做了相应的增容改造，烟风系统漏风增加，这对炉膛负压调节更加要求严格，所以当锅炉负荷变化时，要及时调整送、引风量。引风量不能过大，引风量过大会使炉内烟气流速过快，造成烟气在SNCR阶段和SCR阶段停留时间太短，不利于NOx还原反应的进行，从而导致锅炉出口NOx排放量增加。引风量也不能过小，引风量过小虽然有利于降低NOx排放量，但可能导致锅炉冒正压，影响锅炉的安全运行。因此，必须加强监视和检查炉膛负压和炉内火焰燃烧状况，根据炉内压力情况和燃烧情况，及时进行适当调节和处理，控制炉内负压-100～-20 Pa。
2.从脱硝各阶段的调整
1.1低氮燃烧阶段的调整
在低氮燃烧控制阶段，该阶段是由低氮燃烧器、SOFA风、ROFA风三个燃烧阶段组成，其方式抽走二次风量的30%，主要是通过FOFA风机入口挡板开度和SOFA风喷枪入口挡板开度来控制的。当ROFA风系统抽走的二次风量过小，不足以达到降低低氮燃烧区温度和氧量时，氮氧化物降低效果就不好，当抽走的二次风量过大，会造成燃烧区空气量过小，导致燃烧不完全。造成锅炉出口一氧化碳含量增高，飞灰残碳增多，使锅炉热效率降低，同时一氧化碳做为还原性气体，会降低灰熔点温度，引起炉壁结渣与腐蚀。多次实践表明一氧化碳如果严重超标，还会使锅炉出口二氧化硫排放量急剧上升，给脱硫岗位增加负担。因此要通过SCR反应器出口的氧含量来确定抽走的二次风量是否合理。
1.2、氨水喷射(SNCR)系统阶段的调整
在氨水喷射(SNCR)系统阶段，氮氧化物的控制主要由：1.反就温度，反应温度过低，NOx与氨的反应速率降低，还会造成NH?的大量逃逸，反应温度过高，氨水又会额外生成NO，所以，还原反应存在最佳的反应温度，在SNCR系统的最佳反应温度800-1100℃.2.氨水喷入的均匀程度，每只氨枪喷氨流量力求均匀，只有喷氨均匀才能反应均匀。及时清理堵塞的氨水喷头，保证氨水能均匀喷入，还原反应才能正常进行。3.锅炉含氧量，锅炉氮氧化合物升高与锅炉过量空气系数有关。锅炉氧量越高的，燃烧所产生的烟气量就相应增加，锅炉所产出的氮氧化合物就会增加，所以控制氧量在合理范围。
1.3、SCR反应器阶段
在SCR反应器阶段，氨水和烟气在催化剂的作用下，氨水与NOx在315~380℃的温度区间内反应，生成氮气和水，达到脱硝的目的，如果温度过高过低达不到反应效果，势必增加氨逃逸。通过调整上层小风门和上层燃气枪，来控制SCR反应器入口烟气温度在315℃～380℃的温度范围内，使氨水能在SCR反应器更完全的反应，减少逃逸氨的排放。过多的逃逸氨在低温段与烟气中的SO3反应生成硫酸氢铵。这里特别要指出的是硫酸氢铵和灰尘一起粘附在空预器换热元件上，不仅降低换热效果，同时造成空预器积灰，严重时堵塞空预器，还会与灰尘粘附在电除尘器的极板上以及除尘布袋上，造成电除尘效率下降，严重时会造成锅炉撤煤，甚至需要停炉来清理布袋除尘器。
三、取得效果
通过改造,通过在操作中的摸索总结，班组操作工掌握改造后的生产操作技能，优化生产运行，保证了锅炉NOx排放达到100mg/Nm3，逃逸氨≤6ppm，锅炉汽温、汽压和出力与改造前一致, 保证锅炉正常运行，锅炉最终排放指标达到了国家环保标准，联合脱硝技术的应用改造获得了成功。
四、结束语
总之，锅炉燃烧的调节是多方面因素影响的很复杂的操作，在实际调节中做好各操作人员之间的配合，在此简单介绍改造后调节的几点注意事项，希望在今后操作中更好的保证锅炉操作安全稳定运行。随着环保标准的提高,锅炉的脱硝改造是必然的趋势,我动力车间C锅炉在实施锅炉脱硝改造的过程中,应用了低氮燃烧、SNCR、SCR多种脱硝技术,在节约改造费用、运行成本方面做了有益探索，改造效果达到了预期目标,对同类型锅炉脱硝改造有积极的借鉴意义。
参 考 文 献
〔1〕.姜锡伦 《锅炉设备及运行》〔M〕北京电力出版社 2006
〔2〕.《锅炉运行规程》Q/JSPC-JS-101.01-2006
〔3〕.《锅炉低氮、脱硝运行规程》Q/JSPC-JS-101.01-2012