摘要：本文首先对陕西北元化工集团热电分公司4×125MW机组锅炉改造及运行的现状进行了介绍，其次对锅炉烟气脱硫和脱硝的现状和存在问题进行了研究，并提出了相应对策。
关键词：技改、脱硫、脱硝、空预器
一、锅炉、脱硫、脱硝简介
(一)锅炉简介
陕西北元化工100万吨/年聚氯乙烯循环综合利用项目配套热电厂的锅炉是由华西能源工业股份有限公司于2009年制造的高温、高压、自然循环∏型布置、单汽包室内布置、紧身封闭、四角切圆燃烧、固态排渣的电站锅炉(母管制运行)，用于化工供热并配4×125MW汽轮发电机机组。
锅炉钢架全部为钢结构，按7级地震强度设计。锅炉燃用烟煤，采用中速磨煤机直吹式制粉系统，四角切向布置百叶窗式水平浓淡燃烧器，假想切圆为Ф513.3的火焰中心，进行燃烧，煤粉在炉膛内燃烧后的烟气，经过顶棚过热器、屏式过热器及两级对流过热器、省煤器、SCR反应区、空预器、烟道，最后经过电除、脱硫、引风机由烟囱排入大气。#1、2锅炉采用等离子点火装置;#3、4锅炉采用微油点火装置。
1.锅炉特性
制造厂家：四川华西能源工业股份有限公司
安装单位：山东迪尔集团有限公司第四分公司
锅炉型号：DGJ480∕9.81—‖5
额定蒸发量：480T/H
效率:91.5℅
2.改造情况
2014年-2015年对№1、2、3、4炉进行低氮燃烧改造和脱硝改造，目前运行正常。
(二)脱硫CFB—FGD工艺流程简介
我公司4×125MW机组脱硫系统采用福建龙净环保股份有限公司设计、制造的循环流化床干法烟气脱硫装置(CFB—FGD)，采用一炉一套系统配置，共四套干法脱硫系统。主要系统由烟气系统、吸收塔、吸收剂供应、脱硫灰再循环及外排、工艺水、布袋除尘器、压缩空气、蒸汽加热及电气仪控系统等组成。
从锅炉出来的烟气由两条烟道汇合进入静电除尘器，预除尘后的烟气向下经主烟道从底部进入吸收塔，在吸收塔内高温烟气与加入的电石渣粉和循环脱硫灰充分混合发生反应;在文丘里的出口段设喷水装置，用以降低烟气温度，并使得反应加快，脱除烟气中的SO2、SO3等有害物质。脱硫后的含尘烟气从吸收塔顶部侧向下进入布袋除尘器，布袋除尘器收集下的灰通过物料循环系统返回吸收塔继续参加反应，净化后的可达标排放的烟气由引风机排入烟囱。部分脱硫灰通过气力输送至脱硫灰库，少量的事故排灰直接由汽车运走。在燃用设计煤种，锅炉BMCR工况下，脱硫效率不低于90%，净烟气中二氧化硫浓度≤200mg/Nm3。
脱硫后粉尘浓度小于50mg/Nm3。
1.主要工艺设备数据：
脱硫吸收塔：HTD10BB4001
数量：1
制造商：福建龙净脱硫脱硝工程有限公司
外形尺寸(内径×H)：7.2×48.59m
文丘里型式：多文丘里喷嘴
脱硫布袋除尘器(本体)：HTE10-40AT4001
型式：低压脉冲旋转喷吹布袋除尘器
烟气温度：70℃(脱硫时)140℃(不脱硫时)
入口含尘浓度：650-1000g/Mm3(脱硫时，干标)
出口含尘浓度：50mg/Mm3
延伸阅读：
(三)低氮燃烧和烟气脱硝(SCR)简介
陕西北元化工集团有限公司4×125MW机组对锅炉先进行低氮燃烧器改造，炉内的低氮燃烧器改造成功后，可大幅度减少SCR的运行的成本。锅炉在低氧燃烧的工况下，NOX生成量会大幅度降低。而后进行脱硝改造，烟气脱硝装置采用选择性催化还原法(SCR)脱硝装置，反应器催化剂层数按2+1模式，初装2层，额定工况、设计煤种下脱硝效率不小于85%。脱销系统不设置烟气和省煤器旁路。还原剂采用液氨。
选择性催化还原法(SCR)原理——烟气和氨与空气的混合物在经过SCR装置的蜂窝式催化剂层时，烟气中的NOx和NH3、空气中O2发生化学反应，生成无污染的N2和H2O。其反应方程为：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O
烟气脱硝系统根据下述要求进行设计：
a)脱硝工艺采用选择性催化还原(SCR)法。
b)4×125MW发电机组脱硝装置每炉设置两个反应器，脱硝反应器烟气处理能力为锅炉BMCR工况时的烟气量。两层脱硝效率按不低于85%(下层已预留反应器空间)。
c)脱硝系统不设置烟气旁路，保证脱硝装置在任何情况下不影响发电机组的安全运行。
d)还原剂氨气采用液氨制氨气的方式，现场设置氨区储氨罐存放液氨。
e)SCR装置可用率不小于98%。
f)SCR装置服务寿命为30年。
二、烟气脱硫和脱硝运行现状及事故分析
(一)脱硫运行现状及存在问题
1.脱硫灰不能实现再利用，原因：经过脱硫后的脱硫灰含硫量不稳定，水泥厂对于脱硫灰的调配较为困难，导致脱硫灰不能被有效利用，现今，对于脱硫灰的处理成为一个较为复杂的问题。
2.布袋使用寿命短(2年)，运维成本大，布袋除尘对于粉尘排放极为重要，所以布袋的粉尘通过量直接影响粉尘排放浓度，由于布袋除尘器布袋的频繁破损，直接导致锅炉停炉进行布袋更换。
3.电石渣给料系统不能实现连续给料，造成吸收剂的浪费。原因：脱硫吸收塔电石渣给料器给料频率较快，现今调整SO2排放浓度时采取手动调整且间断给料，对于人工操作较为频繁及人工调整时不够稳定，对于脱硫灰的含硫量有较大影响。
4.单台引风机运行时无法建立床层;原因：我厂锅炉为双引风机运行，当一台引风机故障停运单台引风机运行时由于引风机出力有限，无法满足脱硫塔对于建立床层的要求，所以，单台引风机运行时脱硫必须退出运行。
(二)脱硫事故分析
1.脱硫吸收塔结块
1.1原因：吸收塔出口温度低，喷水量大，水枪雾化较差、烟气量较小等
1.2处理措施：提高吸收塔出口温度至85℃，更换进口水枪，开烟气再循环提高烟气量。
2.脱硫灰斗结块
1.1原因：灰斗蒸汽伴热温度低，水枪雾化较差、输灰不及时、硫化风管堵塞。
1.2处理措施：提高灰斗蒸汽伴热压力，停炉后及时进行输灰等，疏通硫化风管道。
(三)脱硝运行现状及存在问题
1.SCR反应区入口烟气温度偏低，导致锅炉低负荷情况及高加未投运时脱硝无法投运。
2.氨逃逸明显。
(四)脱硝存在问题的处理措施
例：2016年，№1炉空预器管束疏通后清理积灰过程中，空预器左侧水平烟道及零米地面有刺鼻味道，怀疑为氨气味道，用手持气体检测仪检测氨气报警为6ppm。经过仔细检查未发现氨气管道泄露，初步判断为清理下来的飞灰有氨气味道。清理完空预器地面湿飞灰后，经检测无氨气味道。
1.空预器管束疏通前检查时发现有以下两方面现象
1.1左侧下级空预器停炉后打开发现积灰潮湿。
1.2右侧空预器管束套管有铁锈。
2.空预器堵塞原因分析
2.1氨逃逸量大导致氨气与烟气中的水份、SO3反应生硫酸氢铵(NH4HSO4)和硫酸铵((NH4)2SO4)，造成空预器管束腐蚀与堵塞。
2.2锅炉排烟温度低，接近露点温度，冬季期间烟气SO3与烟气中的水蒸气形成酸雾，最终与飞灰混合粘附在空预器管束中导致堵塞。
2.3锅炉一、二次风机暖风器泄漏，蒸汽从风道通过空预器漏点进入空预器管束造成堵塞。
3.脱硝运行存在的问题
3.1锅炉脱硝出口NOX控制偏低，公司要求不得超过100mg/m3，而运行控制中防止超标一般都控制在30-80mg/m3，而净烟侧NOX一般在50mg/Nm3以下。
3.2脱硝出口氨逃逸测点故障已久，检修人员告因为环境温度高导致，分厂已走零星维修单技改通风窗口，但公司一直未技改，运行人员无法检测氨逃逸值。
3.3脱硝喷氨自动故障长期未投，运行人员手动操作NOX控制波动大。
4.措施
4.1尽快处理脱硝出口氨逃逸测点，以便运行人员监视。
4.2技改一、二次风机入口风口为室内风口，以便冬季环境温度低时切换使用。
4.3现二次风机暖风器已堵一半左右且频繁泄漏，为冬季运行带来隐患，对暖风器进行更换或者技改为电加热暖风器。
4.4选用低硫份入炉煤。由于运行中烟气流经催化剂后，烟气中SO2氧化为SO3的比率基本不变，因而，随入炉煤硫份的增加，硫酸氢氨的生成物增加，只能通过控制入炉煤中的硫份来控制硫酸氢氨。
延伸阅读：
原标题：浅谈北元集团锅炉脱硝、脱硫的现状与对策
