在國內(nèi)火電機(jī)組長期低負(fù)荷運行的背景下，適當(dāng)提高煙氣溫度，降低氮氧化物的排放是實現(xiàn)超低排放的重要措施。本文對目前主要的低負(fù)荷脫硝技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，并簡要分析了其優(yōu)缺點。煙氣旁路、省煤器分級、給水旁路和零號高加等改造技術(shù)均能有效提升電廠低負(fù)荷工況下的脫硝效率。其中，零號高加技術(shù)可提升機(jī)組效率，達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的結(jié)合。

氮氧化物是導(dǎo)致酸雨和光化學(xué)煙霧的重要因素，過量排放會對大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染。中國是世界上氮氧化物排放大國，而電力行業(yè)又是其最主要的排放來源之一。近年來，國家對火電廠氮氧化物排放的限制日趨嚴(yán)格，并為之制定了超低排放標(biāo)準(zhǔn)，要求其排放濃度不得高于50mg/m3。鑒于此國內(nèi)大多數(shù)火電組均進(jìn)行了脫硝改造，其中SCR（選擇性催化還原技術(shù)）是最成熟、應(yīng)用最廣的脫硝技術(shù)，其原理是利用氨等還原劑在催化劑作用下與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)生成氮氣和水。

SCR脫硝催化劑的活性溫度一般為320℃～420℃，當(dāng)機(jī)組降負(fù)荷運行時，脫硝反應(yīng)器進(jìn)口的煙氣溫度會降低，當(dāng)其低于320℃時脫硝反應(yīng)效率會大幅下降，甚至整個SCR系統(tǒng)會被迫退出運行。近年來，國內(nèi)火電機(jī)組長期處于低負(fù)荷運行，如何提高煙氣溫度，降低氮氧化物的排放成為了亟待解決的問題。本文對目前主要的低負(fù)荷脫硝技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，并簡要分析了其優(yōu)缺點。

1 系統(tǒng)介紹

典型的鍋爐尾部煙道系統(tǒng)流程來自爐膛的高溫?zé)煔馐紫冉?jīng)過省煤器，加熱來自回?zé)嵯到y(tǒng)的鍋爐給水，然后進(jìn)入SCR脫硝反應(yīng)器，在催化劑的作用下將氮氧化物轉(zhuǎn)化脫除。當(dāng)機(jī)組低負(fù)荷運行時，鍋爐排煙溫度降低，為了提高SCR入口的煙氣溫度，只能減少煙氣在省煤器中的換熱量，其解決方案大致可分為煙氣側(cè)方案和水側(cè)方案兩類。

2 煙氣側(cè)方案

煙氣側(cè)改造方案的原理是通過對鍋爐尾部煙道系統(tǒng)進(jìn)行改造，減少煙氣在原省煤器中的換熱量，從而提高SCR入口煙氣的溫度，確保脫硝效率。

2.1 煙氣旁路

煙氣旁路技術(shù)的簡要系統(tǒng)流程在鍋爐出口到省煤器入口部分的煙道處設(shè)置旁路，引部分高溫?zé)煔庵苯拥絊CR脫硝反應(yīng)器入口煙道，與經(jīng)過省煤器降溫的煙氣混合以提高溫度。當(dāng)機(jī)組降負(fù)荷煙氣溫度過低時，控制煙道旁路擋板開度就可以將煙溫提高到適宜的溫度。

該工藝的優(yōu)點在于流程簡單，提升煙氣溫度效果明顯，投資成本較低。然而，由于高溫?zé)煔夂湾仩t給水的換熱量降低，會在一定程度上降低鍋爐效率（約0.5%～1.0%），引起系統(tǒng)煤耗的增加。此外，旁路煙道的擋板可能會發(fā)生泄漏，導(dǎo)致機(jī)組在較高負(fù)荷時SCR入口處煙氣溫度過高。

2.2 省煤器分級

該工藝的優(yōu)點在于基本不影響鍋爐尾部的熱力分配，可以在提高SCR入口煙氣溫度的同時，不降低鍋爐效率。技術(shù)需對省煤器1的換熱進(jìn)行精確計算，確保其額定負(fù)荷下出口煙溫不超過SCR反應(yīng)器的承受能力。技術(shù)的主要缺點是工作量大，對改造現(xiàn)場的空間要求較高，投資成本大。

3 水側(cè)方案

水側(cè)改造方案的原理是通過對鍋爐給水系統(tǒng)進(jìn)行必要的改造，減少煙氣在省煤器中的換熱量，間接地提高SCR入口煙氣的溫度。

3.1 給水旁路

給水旁路改造技術(shù)的簡要流程在省煤器的給水管道上設(shè)置旁路，部分給水經(jīng)旁路直接進(jìn)入省煤器之后，與省煤器出口的給水混合后進(jìn)入鍋爐。該技術(shù)的優(yōu)點在于系統(tǒng)相對簡單，投資成本較低，改造工程量小。然而，由于給水在省煤器中得到的熱量被降低，其溫度下降會導(dǎo)致鍋爐效率的降低和煤耗的增加。此外，由于進(jìn)入省煤器的給水減少，在其局部換熱區(qū)域可能發(fā)生給水汽化的現(xiàn)象，存在一定的安全隱患。

3.2 零號高加

零號高加改造技術(shù)旨在提高機(jī)組低負(fù)荷工況下給水的溫度，其技術(shù)流程在回?zé)嵯到y(tǒng)與省煤器之間的給水管道上增設(shè)一級“零號高壓加熱器（即零號高加）”，該加熱器從汽輪機(jī)側(cè)引高品質(zhì)抽汽加熱鍋爐給水，降低其在省煤器中的吸熱量，從而提高SCR入口煙氣溫度。該技術(shù)在整體上可以提高機(jī)組的熱效率，降低發(fā)電煤耗。其主要缺點在于投資成本較高，而且涉及到對汽輪機(jī)高壓蒸汽管道的改造，存在一定的難度和風(fēng)險。

4 結(jié)語

綜上所述，煙氣旁路、省煤器分級、給水旁路和零號高加等改造技術(shù)均能有效提升電廠低負(fù)荷工況下的脫硝效率。其中，煙氣旁路和給水旁路技術(shù)會導(dǎo)致鍋爐熱效率的下降，增大機(jī)組煤耗；省煤器分級技術(shù)對機(jī)組效率無顯著影響；零號高加技術(shù)可提升機(jī)組效率。