火电厂超低排放技术线路介绍
曹晓乐
【摘 要】近年来随着我国节能减排政策的不断推行，使得火电厂的脱硝超低排放改造工作的必要性也得到了进一步的提升。本文对我国火电发电抄底排放的现象进行了简要阐述，然后在此基础上就脱硝超低排放的改造设计工作进行了分析研究。
【关键词】脱硝；超低排放；改造设计
近年来我国虽然加强了新能源发电的研发以及建设力度，但是火力发电依旧在我国的电力系统中占据着主导位置。而随着我国空气污染情况的进一步加剧，也就要求我国相关的火电企业能够积极进行脱硝超低排放的改造工作，只有这样才能够有效避免对于环境的污染，并取得一个良好的经济效益以及环境效益。
1 SCR脱硝技术
我国火电厂在日常的生产过程中，因为炉内低氮燃烧技术的局限性，也就导致了氮氧化物的排放量难以达到我国规定的排放要求。为了有效降低氮氧化物的排放量，也就要求火电企业能够加强对燃烧后烟气的脱硝处理工作。而SCR脱硝工艺具备有结构简单、可靠性高、工作效率高以及投资较低等诸多优点，使得其在我国的火电脱硝流程中得到了较为广泛的应用，并且取得了良好的应用效果。
为了取得一个良好的脱硝效果，也可以借助于氮氧化物燃烧器改造SCR脱硝处理的模式来进行生产，其中SCR装置主要是由SCR催化反应器、液氨热解器、烟气系统以及氨气喷射系统等几部分构成，其多使用液氨作为脱硝还原剂，通过超反应器中喷入氨气的方式，其能够直接将氮氧化物还原为氮气。此外在该还原过程中对于温度有着非常高的要求，因此在火电厂的具体生产过程之中，也就需要进行生产温度的合理控制，从而进一步加强反应活性，并取得一个良好的脱硝处理效果。
1.1 SCR工艺使用优缺点分析
SCR脱硝工艺是现阶段应用最为广泛和成熟的脱硝艺术，其脱硝效率能够超过80%，出口浓度可以控制在90mg/Nm3这一范围内，并能够充分满足我国要求的火电厂排放标准。但是SCR脱硝工艺在具体的运行过程中，其还存在有电能消耗过大这一问题，并且会大幅度的增加该火电厂的生产成本，从而影响到整个火电厂的经济效益。
2 脱硝超低排放改造
我国目前有许多火电厂都已经启动了机组超低排放改造工作，其主要方案在于启动催化剂备用层，并且将原本的两层催化剂增加到三层。此外在改造过程中，还需要对原有还原剂的喷射量进行提升，也就需要进行液氨热解系统的进一步改造，其具体改造方案主要有以下几种：
①直接将液氨溶液喷射到锅炉内的高温烟气之中，从而进行相应的还原反应，并进行氮气的制取。②在原有热解炉系统中通过烟气换热器来替代电加热器进行相应的改造工作。③直接在原有的热解炉系统基础上进行风电加热器的增容改造工作，从而进一步提升该火电企业的脱硝超低排放效果。
在这三种方案中，其中方案一能够有效替代原有的液氨热解系统以及热解系统，但是其改造工程量庞大，需要大量的改造费用支持。而方案二其系统相对比较复杂，投资方案较之方案三要高。方案三其改造系统比较简单，改造工程量比较小，投资相对较小。但是方案一的长期运行优势更为明显，这也就需要相关的火电企业能够根据自身的实际发展情况，来进行改造方案的合理选择。
在经过适当的改造之后，能够使得SCR的出口浓度控制在50mg/M㎡这一范围内，并能够充分满足我国的氮氧化物超低排放标准，因此具备有良好的应用价值。
3 脱硝炉内的直喷改造
3.1 原SCR脱硝系统的运行现状研究
原SCR脱硝系统多采用的是液氨热解工艺，并需要在进行热解室的过程中通过电加热器来进行更进一步的加热处理。该电加热器所需要的点好也是现阶段SCR脱硝工艺中需要面临的最大问题。近年来随着我国各个火电厂脱硝超低排放工作的推行，其直接导致了原有的电加热器已经难有满足现阶段的排放需求，因此在液氨热解的过程中如果依旧采用的是传统的液氨热解工艺，也就需要对该加热器进行适当的增容改造，这也就导致了电耗得到进一步增加，并会直接影响该到火电厂的生产经济效益。
3.2 液氨炉内直喷脱硝工艺
通过脱硝液氨炉内直喷热解制氮工艺的应用，其具备有良好的安全性以及节能型，因此可以广泛应用到现阶段的脱硝系统中。该技术其主要采用的是高转氮效率锅炉液氨直喷脱硝工艺，并能够在对锅炉内部结构以及运行参数进行研究的基础上级，来进行液氨溶液分解区域的合理选择。较之于传统的脱硝技术，该技术可以直接将液氨溶液喷射器防治在烟气温度为300～700℃的锅炉转向室内，并能够将大部分的液氨溶液直接被分解成氨气，并使得液氨的利用率以及脱硝效率得到大幅度的提升。借助于在锅炉中进行液氨溶液的直接喷射这一形式，其能够通过锅炉内自带的烟气电量来进行液氨溶液的加热与分解处理，并能够有效避免传统的电加热器加热环节，从而省略掉大量的电力能源。此外在传统的脱硝液氨热解工艺中其设备比较复杂，并需要大量的前期投资与运行成本，而液氨炉内直喷脱硝工艺则能够进行电加热装置以及液氨热解装置的有效省略，并能够使得该火电厂的生产效益得到进一步的提升。
3.3 液氨炉内直喷脱硝工艺的特点分析
近年来随着我国生产技术的不断发展，使得各个电厂的液氨炉内直喷脱硝工艺试验也相继获得成功。为了响应我国的节能减排的相关要求，许多火电厂也开始逐渐进行了脱硝炉内的直喷改造工作。在具体的脱硝直喷改造过程中，其通过洛卡环保炉内直喷技术的合理应用，其能夠将原本的液氨热解制氮系统中应用到的电加热器以及热解炉等设备进行切除，这样就能够在降低了电厂运行过程电能消耗程度的情况下，进一步提升该电厂脱硝系统的运行稳定性以及安全性，从而为该火电厂带来良好的经济效益与社会效益。除了进行生产成本的有效降低之外，借助于液氨炉内直喷脱硝工艺改造的模式，其还能够对以下几个问题进行很好的解决：能够取消传统液氨热解锅炉中一次热风的消耗情况；对热解系统进行进一步的简化处理；消除因为液氨溶解不完全而导致的AIG结晶堵塞情况；能够对电加热器、点解炉等炉内设备进行简化。此外该脱硝工艺在具体的应用过程中还具备有下述特点：
①能够对原本的液氨热解系统进行有效的保留，并可以让新的热解系统与热解系统处于一种不交叉的情况下，并方面系统随时进行相应的切换操作。②新系统拥有者良好的氨气供应能力；③新系统在运行过程中不会对原有SCR系统的各项性能指标造成降低；④该系统会应用独立的电源系统以及控制系统，其不仅不会占用原系统的IO模板，还不会影响到原系统的切换与运行工作；⑤该系统的液氨溶液能够直接从计量分配装置中的液氨溶液母管中进行抽取，而其他的制备系统以及运行方式基本保持不变。
在火电厂的脱硝超低排放系统中，借助于液氨炉内直喷脱硝工艺的合理应用，其能够使得脱硝效果得到进一步的提升，并能够使得脱硝过程中的电耗情况直接下降80%以上，此外因为该脱硝超低排放系统中的电力系统较少，因此整个机组的运行经济性与安全性也能够得到一定程度的提升，并为该火电企业带来良好的经济效益。
4 结束语
火电发电厂是我国现阶段电力的主要来源，但是传统的火电发电方式会为我国的环境造成严重的影响，这也就需要对其进行必要的脱硝处理。但是我国的脱硝技术刚刚起步，其缺乏有相应的脱硝核心技术，并导致了部分煤电企业通过进口的方式来取得一个良好的脱硝超低排放效果。因此相关的火电企业就需要不断对自身的脱硝超低排放技术进行技术改造与优化，并使得脱硝等环保设施的运行成本得到降低，从而在坚持超低排放达标的基础上，来实现经济效益的最大化发展。
【参考文献】
[1]张达勋，武利军，刘章昊，等.火电厂脱硝超低排放改造设计及应用[J].中文信息，2016（11）：284-285.
[2]张达勋，武利军，刘章昊，等.火电厂脱硝超低排放改造设计及应用[C].//2016年中国电机工程学会年会论文集.2016：1-4.
[责任编辑：田吉捷]endprint
