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摘要：近几年，我国发展迅速，各行各业技术水平都有很大提升，火电厂也在快速发展。对于火电厂脱硝技术的理想要求是，SCR出口NOx需要能够达到最低排放标准，同时所逃逸的NH3浓度小于标准值，这就需要使得NOx和NH3的检测确保准确，若是NH3超过标准就会造成空预器出现结焦的情况，使得机组的效率下降，严重的还会对设备产生损坏等。所以本文主要就对火电厂脱硝改造及对锅炉系统影响进行分析和探讨。
关键词：火电厂；脱硝改造；锅炉系统；影响研究
引言
伴随着国家经济飞快持续发展，环境保护受到的关注度也逐步提升。作为污染物之一的氮氧化物，70%来自于煤炭的直接燃烧，而我国的发电厂以燃煤发电为主，为了减少电厂氮氧化物的排放量并改进大气环境，燃煤机组增加脱硝装置变得非常重要。
1火电厂脱硝技术的应用现状
我国火电厂比较常见的脱硝技术有SCR（选择性催化还原法）、SNCR（非选择性催化还原法）和对这两种方法进行结合的方式，选择性催化还原法在实际的脱硝当中有污染小以及净化效果高以及技术水平成熟等特征，脱硝率可以达到80-90%左右，但是对于非选择性催化还原法来讲，在脱硝中不需要催化剂，运行中成本也比较低，然而会导致二次污染的产生，同时脱硝率不是很高，通常只能达到30-50%左右。选择性催化还原法其原理为：火力发电厂机组的省煤器和预热器之间，对于选择性催化还原反应器实施设置，在机组完成运行之后，烟气在垂直状态在反应器中进入，催化剂在对其反应之后，对于一些有害的氮化物气体进行还原为水和氮气。在该反应当中，一般需要确保温度能够在300-400℃之间；对于非选择性催化还原法来讲，其技术原理就是锅炉当中的烟气温度在达到900-1000℃时，将锅炉内部进行还原剂的加入，比如，尿素和氮等，以此对一些有害的氮化物还原为水和氮气。对这两个技术进行结合在一起，主要就是对其各自的优势进行结合，以此来弥补彼此的不足，将脱硝率不断提升。因为这两种技术融合之后，脱硝工艺会比较复杂。因此，对于这两种技术的结合使用主要应用在一些脱硝率要求比较高的场景中。
脱硝技术主要就是对氮化物进行消除的一个过程，以此来避免火电厂对环境造成污染。相对于我国当前实际的发展来讲，因为受到相关因素对其的影响，使得在火电厂生产中脱硝技术有着很大的局限性，比如，实际操作难度大以及运行的成本比较高等。因此，使得我国火电厂在对脱硝技术的应用方面，和西方一些发达国家相比有一些落后。近些年，随着相关技术的不断完善，使得脱硝技术有了很大的发展，使得在一定意义上能够很好的满足火电厂的实际生产需求。
2氮氧化物排放浓度不能达标的主要原因
2.1影响脱硝效率的因素
由于各个区域的煤质不同，造成煤炭混烧的情况一致存在，因此，燃烧一些低热量的煤炭会出现很大的烟气；反之，若是采用一些高热量的煤质，所产生的烟气量也会非常少。若是煤质热值比较低，其水分就比较少，燃烧所产生的烟气温度也会非常高，烟气量通常在一定基础上就会使得脱硝率降低。煤质所产生的变化使得对SCR装置和催化剂的要求也会很高。
2.2烟气的温度
氮化物脱硝率影响因素主要就是因为锅炉排烟温度不同。火电厂在对SCR法选择中，锅炉的烟气温度范围通常在871～1038℃，还原剂主要就是氮，其产生相应的变化；温度在没有达到871℃时，反应会不完全，使得脱硝率降低，其中的氮自身的逃逸率也会提升，使得双重污染产生。SNCR法也可以应用尿素作为还原剂，和水进行混合调成一定浓度的液体，继而将其加入到温度为927～1093℃的烟气当中，以此确保其和喷氨相同的效果。
3火电厂脱硝改造及对锅炉系统影响
3.1对锅炉燃烧的影响
在火电厂的锅炉燃烧系统中，燃烧器是不可或缺的重要组成部分之一，下面重点分析脱硝改造后对燃烧器运行产生的影响程度。采用低氮燃烧器和烟气脱硝工艺相结合的改造方案，可对燃烧烟气中NOx的含量起到有效地控制作用，从而使其含量进一步减少，由此可达到脱除烟气中NOx的目的。经过改造后，NOx的排放量可控制在60mg/m3以内。低氮燃烧的控制原理如下：通过对NOx产生的抑制，并利用二次燃烧的方式，可使燃烧过程中，NOx的产生量下降40%左右。以国内某火电厂为例，该厂有两台锅炉系统，原本采用的是直流燃烧器，为提高锅炉的燃烧效率，火电厂经过研究后决定对燃烧器进行改造，采用低NOx燃烧技术，提到原有的直流燃烧器，具体的改造方案如下：在主燃烧器的上部，分别增设高位和低位分离燃尽风，并增设还原性气氛，以此来对NOx的生成进行抑制。对燃烧器进行改造的过程，以不降低锅炉系统的运行效率为原则，对风箱进行改造，通过新增燃尽风，使煤粉管道保持原有的性能，由此基本不会对锅炉燃烧系统的运行产生影响。
3.2对引风机的影响
某个火电厂锅炉机组采用的是静叶可调式轴流风机，在进行改造前对烟气系统阻力进行测试和评估，通过评估之后，进行脱硝装置的增设，但是引风机自身的出力能力和相关要求不相符合。因此，在实际的改造中对于引风机实施了改造。因为该火电厂在实际的改造中对引风机风量和风压设置为15%和30%。在完成改造之后，BMCR工况基础中，将其阻力增大到了1.35kPa。通过对烟气脱硝改造之后实施相应的核算，引风机阻力增加到了5.5kPa。因为该火电厂在实际的改造之前考虑的不是很完善，使得引风机参数非常大，在运行中，烟气系统阻力小于所计算的阻力，使得风机很难高效运行，这样就对风机的运行效率产生影响。
3.3对空气预热器的影响
3.3.1空预器改造
一期两台锅炉空预器为上海锅炉厂制造，考虑适应锅炉加装SCR脱硝系统需要，随着SCR运行时间的加长，SCR催化剂效果逐渐下降，脱硝喷入氨气增加，氨气逃逸率上升导致产生更多的硫酸氢铵，附着在空预器的传热元件上，积灰会堵塞换热通道，导致预热器阻力上升，传热效率下降。为避免硫酸氢铵腐蚀传热元件，同时提高预热器可靠性和经济性，原空气预热器的传热元件配置，以及吹灰系统设计不能适应加装SCR系统后的运行条件，需要对其进行全面改造。
3.3.2空预器改造方案
1）传热元件更换。空预器原中温段用DU波形，为微观流道开放型设计，虽然换热效果不错，但吹灰穿透深度不够，难以在出现深度较高的堵灰后及时用蒸汽吹去，现需要对使用的传热元件波形进行改进，使用微观通道为封闭型的波形，可以有效增加蒸汽吹灰深度到1m以上。将原来的热端传热元件高度提升50mm，DU3波形；原中段层传热元件（高度775mm，DU3波形）和冷段传热元件合并更换为搪瓷表面传热元件（高度1000mm，TC-1抗堵波形）。2）转子结构改造。中温段和冷端传热元件合并后，转子上的传热元件更换门高度将不足以从侧面抽出新的冷端传热元件，需对转子结构进行改造，采用方式为向下延伸横向隔板，由横向隔板直接承重，取消冷端转子栅架（可以减少传热元件吹灰遮挡物），封闭转子壳板上的冷端传热元件调换门。3）清洗装置。为防止空预器积灰影响传热效率，仅配置蒸汽吹灰器并不能对空预器内积灰进行彻底清理，还需要配置高压水清洗系统。正常运行中采用蒸汽吹灰，空预器停运后采用高压水进行彻底清理。
结语
总之，在对烟气脱硝设备进行改造当中，需要对改造当中对于锅炉系统所产生的影响综合分析，同时采用科学合理的改造方法，对锅炉运行安全和稳定性的影响降低，这样才能够使得火电厂的生产效率提升。
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