摘要：在NOx控制方面與發達國家相比我國燃煤電廠起步較晚，但隨著國家一系列環保法律法規的陸續出臺，NOx控制要求越來越高，脫硝控制技術近幾年也得到了快速的推廣和應用。本文主要介紹鍋爐燃燒中NOx的產生原因以及預控處理NOx均值超標的幾種方法，同時對我廠SCR投退及相應邏輯加以說明。

關鍵詞：火電廠；NOx；污染治理

1概述

我國能源消費以煤為主，約有90%二氧化硫、67%氮氧化物、70%煙塵排放量來自煤的燃燒。其中燃煤鍋爐等煙氣排放污染最為突出。煤燃燒生成的NOx以NO為主（90%以上），其次為NO2。容易造成酸雨等危害，對人的健康也有很大影響。因此必須進行脫硝處理，治理措施主要分為燃燒過程控制和燃燒后煙氣脫硝技術。前者包括低NOx燃燒、燃燒優化調整、再燃技術等。后者包括選擇性催化還原(SCR)技術、選擇性非催化還原(SNCR)技術、聯合煙氣脫硝技術等。下面主要介紹NOx危害及鍋爐燃燒中NOx的生成、預防、處理予以介紹，同時對我廠SCR脫硝技術予以簡單介紹。

2氮氧化物及其危害

2.1氮氧化物種類

一般意義上的氮氧化物包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等，統稱為NOx。其中，對大氣造成污染的主要是NO、NO2和N2O。

2.2NOx對環境的危害

2.2.1引發酸雨和硝酸鹽沉積

NOx排入大氣后會發生如下反應:

生成的硝酸導致降雨的pH降低，當降雨的pH<5.6時，雨水呈酸性，被稱為酸雨或硝酸鹽沉降。

2.2.2引發光化學煙霧

NOx和碳氫化合物（hydrocarbons，CmHn）是引發光化學煙霧的主要物質。

光化學煙霧屬于二次污染，大氣中的NOx和碳氫化合物在強光照射下將發生如下反應：

造成近地面空氣中O3和PAN（過氧化乙酰硝酸鹽）濃度升高，危害對人的呼吸系統和動植物的發育。

2.2.3N2O對環境的危害

N2O是在燃燒的起始階段形成的極其穩定的一種氮氧化物，可以在大氣中存在上百年。可以破壞臭氧層，是一種危害很大的有害氣體。

N2O、CFCS等物質在紫外線照射下使O3分解為O2：

3鍋爐燃燒中NOx的產生途徑

3.1熱力型NOx：是空氣中氮在高溫（400℃以上）下氧化產生。

3.2快速型NOx：是由于燃料揮發物中碳氫化合物高溫分解生

成的CH自由基和空氣中氮氣反應生成HCN和N，再進一步與氧氣作用以極快的速度生成NOx。

3.3燃料型NOx：是燃料中含氮化合物在氧化生成的NOx，稱為燃料型NOx。

這三種類型的NOx，其各自的生成量和煤的燃燒溫度有關，在電廠鍋爐中燃料型NOx是最主要的，其占NOx總量的60~80%，熱力型其次，快速型最少。

4降低燃燒生成NOx的方法

4.1燃料型NOx：在燃用揮發分較高的煙煤時，燃料型NOx含量較多，快速型NOx極少。燃料型NOx是空氣中的氧與煤中氮元素熱解產物發生反應生成NOx，燃料中氮并非全部轉變為NOx，它存在一個轉換率，要控制NOx的排放總量，可以采取如下措施控制：

4.1.1減少燃燒的過量空氣系數；

4.1.2控制燃料與空氣的前期混合；

4.1.3提高入爐的局部燃料濃度。

4.2熱力型NOx：是燃燒時空氣中的氮氣和氧氣在高溫下生成NOx，產生的主要條件是高溫使氮分子游離增強化學活性；然后是高的氧濃度，要減少熱力型NOx的生成，可采取如下辦法控制：

4.2.1減少燃燒最高溫度區域范圍；

4.2.2降低鍋爐燃燒的峰值溫度；

4.3降低燃燒的過量空氣系數和局部氧濃度。

5NOx均值超標的原因及預防處理措施

5.1原因：

5.1.1CEMS顯示異常；

5.1.2噴氨調門卡澀，噴氨量偏小；

5.1.3燃燒調整不當，氧量偏大；

5.1.4煤質變差；

5.1.5投用上層磨煤機；

5.1.6催化劑積灰；

5.1.7SCR入口煙溫低低，催化劑活性降低；

5.1.8催化劑失效。

5.2處理措施：

5.2.1爐燃燒穩定、脫硝出入口NOx穩定，噴氨量等參數穩定情況下，脫硫出口NOx超標情況，一般判斷為CEMS顯示異常，聯系檢修檢查處理。

5.2.2噴氨調門卡澀導致噴氨量偏小，NOx超標，可切至手動活動調門至正常，多次活動無效聯系檢修處理；在此過程中可增大正常側調門開度或通過降低氧量等其它方法保持出口總NOx不超標。

5.2.3燃燒調整不當導致的NOx超標應維持燃燒穩定，適當降低鍋爐氧量以降低脫硝入口NOx。

5.2.4運行應實時了解各煤倉煤質情況，避免因煤質變化引起的NOx大幅波動造成出口均值超標。燃用較差煤質磨煤機時脫硝入口NOx會偏大，甚至導致出口NOx超標，這時應適當降低劣煤磨煤量，并配合降氧量、開大上層風門擋板等方法維持NOx合格穩定。

6我廠脫銷投運要求及邏輯

6.1脫硝系統運行要求

6.1.1脫硝投退，根據SCR入口煙溫及時操作，做好投退記錄。

6.1.2引風機啟動后，稀釋風機保持連續運行。

6.1.3脫硝系統投退前，應與項目部化學專業氨區值班員做好聯系，聯系電話7058、7031。

6.1.4氮氧化物排放以脫硫出口為準，脫硫出口NOx按80~100mg/Nm3控制，并確保SCR出口NOx不小于50mg/Nm3，并與脫硫出口NOx分析對照，超標時應分析原因，并做好記錄，以備環保局檢查。

6.1.5SCR出口、脫硫出口NOx偏差大于30mg/Nm3，應檢查分析原因。因表計偏差造成的脫硫出口NOx超標，及時通知環保主管。

6.1.6SCR入口NOx高于對應負荷設計值時，要及時進行調整，減小脫硝壓力，避免排放超標。

6.1.7監視氨逃逸表，控制氨逃逸≯3ppm。根據噴氨調門開度結合氨逃逸表數值、變化趨勢綜合分析判斷，同時注意AB兩側對照分析。在噴氨量異常增大、噴氨調門開度大時，氨逃逸量有增大趨勢時適當減小噴氨量觀察。

6.1.8脫硝定期工作按要求執行；SCR聲波吹灰連續運行，蒸汽吹灰定期投入；空預器吹灰熱端每班1次，冷端每班3次。

6.2SCR反應器跳閘邏輯

6.2.1鍋爐MFT；

6.2.2供氨壓力<0.1MPa與上A側或B側氨氣流量小于50kg/h，延時5min；

6.2.3兩臺稀釋風機均停延時2秒；

6.2.4對應反應器側稀釋空氣流量<4500Nm3/h,延時10s；

6.2.5對應反應器側入口煙氣溫度<290℃，延時5s；

6.2.6對應反應器側入口煙氣溫度>420℃，延時5s；

6.2.7對應側空預器跳閘，延時35s。

7單側空預器跳閘后及恢復時保證脫硝投入率分析

7.1在現有系統下單側預熱器跳閘后及恢復時保證脫硝投入率的分析：

7.1.1參數分析：

（1）負荷300MW，風量1160T/H，煤量143T/H。

出口NOx值可在正常范圍內任意調整。

（2）、假設A預熱器跳閘，B側單側通煙氣量情況如下：

（3）A側預熱器通10%煙氣量情況：

7.1.2A預熱器恢復情況分析：

（1）若單側通煙氣出口NOx可控制50mg/Nm3，此時出口NOx為53+50=103mg/Nm3。

根據分析情況看，在正常情況下，兩側脫硝投入噴氨量可控制較小，同時可以提前上好煤，調整燃燒方式，入口NOx仍有較大調整余地，理論上應能滿足要求。氨空比方面，現在一臺稀釋風機運行且其出口門還在節流狀態運行，所以通過開大出口門、啟動備用風機運行應能滿足氨空比在正常范圍內。

（2）根據分析情況看，恢復過程出口NOx應能控制在正常范圍內，主要需考慮以下三個問題：

a.單側通煙氣是否能維持出口NOx50mg/Nm3或最低可維持多少。

b.能否通過控制煙氣擋板使煙氣量從0線性上升，是否穩定。

c.若煙氣量可以從0線性上升且穩定，A預熱器恢復時最小通多少煙氣量可將其脫硝入口煙溫提起，滿足催化劑運行要求。

7.2通過系統的改造以滿足要求：

7.2.1改造方案：拆除原A、B側脫硝入口煙氣擋板，增加A、B側脫硝出口空預器入口煙氣擋板，在脫硝出口、空預器煙氣入口擋板前增加A、B側脫硝聯絡擋板。

7.2.2運行情況分析：改造后若單臺空預器跳閘，跳閘側煙氣可經過跳閘側脫硝系統在空預器入口煙氣擋板前匯入運行側，降低了運行側脫硝系統的負荷，另外在單臺空預器跳閘后恢復過程中避免了NOx暫時超標的情況發生。同時有效避免了單側通煙氣時氨氣過噴、氨空比太大對空預器以及后面煙道造成堵塞及腐蝕的情況。

8結論

NOx的排放引發的環境問題已給人體健康和生態環境造成巨大威脅。NOx可通過皮膚接觸和攝入被污染的食品進入消化道，對人體造成危害，也可以通過呼吸道吸入人體，給人體造成更為嚴重的傷害。

本文闡述了燃燒過程NOx的產生機理，以及燃燒過程中幾種主要的煙氣脫硝技術。并對可能造成NOx超標的原因及預防處理措施予以介紹說明，同時對預熱器跳閘后如何保證脫銷投入率的情況進行了分析。