超超临界机组低负荷脱硝方案对比分析

现在及未来相当长的一段时间内，燃煤火力发电将是我国能源系统的重要组成部分。随着全社会用电需要增速放缓以及可再生能源的大规模发展，火电利用小时数将会逐年下降，为此提升火电机组运行灵活性，大规模参与电网深度调峰将是大势所趋。超超临界机组在（超）低负荷工况下，脱硝装置入口烟气温度可能会低于300℃，脱硝入口烟气温度低可能会导致氨盐沉积、催化剂烧损失效、增加NH3的逃逸等。因此为达到环保要求，需对锅炉进行宽负荷脱硝改造，主要方法有：省煤器分级、烟气旁路、零号高压加热器、省煤器水旁路、蒸汽换热器等。

1.省煤器分级布置

将省煤器分为上、下两级，SCR反应器布置在上、下级省煤器之间，通过匹配上、下省煤器的受热面使反应器区烟气温度满足宽负荷脱硝要求。

本方案兼顾了提温效果和安全可靠性，并且不需额外控制调节，也不影响锅炉效率，故低负荷条件下经济性较好。

2.烟气旁路方案

设置旁路烟道将省煤器上游的烟气引入到省煤器出口（即SCR脱硝反应器入口），以提高低负荷下SCR脱硝反应器入口烟气温度的一种旁路烟道系统。

烟气旁路方案提高烟温的效果较好，理论上烟温调节空间可达0～30℃。投资成本相对较低，实施简单，对于长期不用旁路的情况不建议使用，对于长期启用旁路的电厂建议谨慎使用。

3.零号高加方案

在低负荷工况下，脱硝设备入口烟温通常低于300℃，机组设置零号高压加热器在低负荷时采用汽轮机高参数汽源加热锅炉给水，以提高给水温度减少省煤器的吸热，提高SCR脱硝反应器的入口烟气温度。

零号高加对提高脱硝装置投入率有很大作用，机组若能满负荷运行，零号高加投运率会很低；对于一些系统来说，增设蒸冷会对3号高加产生影响，并不是所有系统都适合增设。

4.省煤器水旁路方案

该系统是采用旁路管道将省煤器入口一部分水旁路到省煤器出口的一种旁路系统，通过减少省煤器工质的吸热量来提高省煤器出口烟气温度。通过此管路减少流经省煤器的水流量和省煤器的吸热量，达到在锅炉低负荷时提高省煤器出口烟温的目的。

省煤器水旁路安全可靠性高，但需旁路掉比较大比例的流量才能达到比较高的烟温提升效果，调温范围仅10℃左右，对于烟温提升需要较低的工程，可以采用。

5.蒸汽换热器方案

为提高SCR反应器入口烟温，需在SCR前水平烟道增加“蒸汽换热器”。该方案的流程是从邻炉引入高温辅汽对烟气加热SCR入口烟温低于300℃投用，保证在超低负荷下SCR入口烟温大于300℃脱销系统可以投用，但需布置换热面与相应的管路，增加烟道阻力，消耗较多的辅汽热量，排烟温度会升高。

作者简介：

林风晓（1986.11—），男，汉族，籍贯：山东省栖霞市，本科，高级工程师，研究方向 ：火电，锅炉安装，锅炉检修。

王威超（1993.2—），男，汉族，籍贯：山东省莱阳市，本科，工程师，研究方向 火电，锅炉安装，锅炉检修。