火電靈活性改造形勢下的低負荷脫硝
本文討論了火電靈活性形勢下的低負荷脫硝技術(shù)選擇。參考了通用電氣公司(GE)對外交流材料。
1市場(chǎng)驅動(dòng)力和需求
1.1超低排放
發(fā)改委、環(huán)保部、能源局三部委于2015年12月11日印發(fā)《全面實(shí)施燃煤電廠(chǎng)超低排放和節能改造工作方案》,要求電廠(chǎng)于2020年前實(shí)現超低排放,并且東部、中部提前到2017、2018年完成。其中NOX排放要求達到<50mg/M3(基準含氧量6%)?!笆濉逼陂g,燃煤電廠(chǎng)超低排放改造規模約4.2億千瓦。
1.2靈活性改造
2016年6月14日能源局正式啟動(dòng)提升火電靈活性改造示范試點(diǎn)工作,并公布了22個(gè)試點(diǎn)項目約18GW裝機。技術(shù)要求是:(1)使熱電機組增加20%額定容量的調峰能力,最小技術(shù)出力達到40%~50%額定容量;(2)純凝機組增加15%~20%額定容量的調峰能力,最小技術(shù)出力達到30%~35%額定容量;(3)部分具備改造條件的電廠(chǎng)預期達到國際先進(jìn)水平,機組不投油穩燃時(shí)純凝工況最小技術(shù)出力達到20%~25%。
“十三五”期間,靈活性改造規模達2.2億千瓦,其中熱電機組1.33億千瓦(主要在三北地區),純凝機組0.87億千瓦。規模不小,約占現有煤電裝機的25%左右。
1.3問(wèn)題的提出
靈活性改造形勢下,原先改造過(guò)的未必能達到低負荷(有的叫寬負荷)脫硝要求;沒(méi)有改造過(guò)的當然要考慮改造。那么,什么是最適合的低負荷脫硝技術(shù)路線(xiàn)呢?
脫硝當然主要靠尾部煙氣的選擇性催化還原(SCR)。問(wèn)題是催化劑嬌貴得很,煙溫低不成高不就,煙溫高了低了都不玩。
各電廠(chǎng)的情況如爐型、煤種有所不同,煙溫-負荷曲線(xiàn)有所不同,但下降趨勢是一樣的。如果沒(méi)有有措施,有的電廠(chǎng)在50%負荷左右SCR就因達不到入口煙溫而退出運行,SCR成了擺設。在30%負荷甚至未來(lái)20%負荷下,SCR入口煙溫要提升幾十度,哪種方法是最可靠、經(jīng)濟的手段?
2低負荷脫硝技術(shù)
微信圈里已經(jīng)有不少文章介紹過(guò)低負荷脫硝技術(shù)。這里也做個(gè)詳細的匯總。
2.1分割布置省煤器
也有叫分級省煤器。
原理:將部分省煤器管排移至SCR之后,減少了前部省煤器吸熱量從而提高SCR入口煙溫。
優(yōu)點(diǎn):移到SCR后面的省煤器受熱面繼續降低SCR排出的煙氣溫度,不抬高空預器出口煙溫,理想狀態(tài)下不降低鍋爐效率。
缺點(diǎn):1)改造受限于SCR后煙道空間與荷載;2)施工周期長(cháng);3)改造成本高;4)改造后無(wú)法調節煙溫,煤種適應性差;5)提溫幅度受限于滿(mǎn)負荷下煙溫;不適用于超低負荷要求,工況適應性差。有可能高負荷下超溫而低負荷下欠溫,這叫甘蔗沒(méi)有兩頭甜。
結論:不推薦做靈活性改造用
2.2彈性回熱技術(shù)
也有叫0號高加方案。
原理:在高壓缸選合適的抽汽點(diǎn)(如補氣閥位置),增加抽汽可調式給水加熱器。在低負荷時(shí)開(kāi)啟、調節加熱器維持給水溫度,減少省煤器換熱溫差,減少省煤器對流換熱量,從而提高省煤器入口煙溫。
優(yōu)點(diǎn):相當于低負荷下形成了回熱,提高熱力系統循環(huán)效率;提高機組調頻能力。
缺點(diǎn):1)要有合適的抽汽點(diǎn);2)改造量比較大。
目前應用不多,據報導有上海外三電廠(chǎng)和浙能嘉華電廠(chǎng)采用。