专业 | 350MW超临界机组冷态启动全负荷脱硝控制策略

为积极响应国家生态文明建设要求，持续实施大气污染防治行动，满足国家和地方环保政策要求，依据《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)、《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2014)相关要求，积极改善环境质量，实现机组启动过程全负荷脱硝，本文对机组冷态启动过程进行分析，以提升SCR入口烟温为原则，通过优化运行操作，改变机组启动过程中锅炉各受热面吸热量分配，对启动过程中全负荷脱硝控制策略进行了研究。

2设备概述

华能荆门热电1、2号锅炉为东方 锅炉厂生产的350MW超临界直流锅炉，为超临界压力、一次中间再热、变压运行、单炉膛、平衡通风、采用低NOx旋流式、前后墙对冲布置燃烧器，每台炉配置五台冷一次风正压中速直吹式制粉系统，锅炉点火方式为等离子点火。每台机组配置一台100%B-MCR汽动给水泵，两台机组共用一台30%B-MCR容量的定速电动给水泵。锅炉的启动系统为不带再循环泵的大气扩容式启动系统，机组配置容量为35%BMCR一级大旁路系统。锅炉尾部烟道采用双烟道结构，其中低温再热器布置于前部烟道，低温过热器、省煤器布置于后部烟道，再热汽温度采用烟气挡板辅以微量喷水作为调节手段。脱硝系统采用选择性催化还原法(SCR)方式进行脱硝处理，脱硝催化剂设计运行温度为295~430℃。1、2号锅炉分别于2017年5月、2016年12月分别完成超低排放改造，现阶段执行的环保污染物控制标准为：NOx≤50mg/Nm3、SO2浓度≤35mg/Nm3、粉尘浓度≤10mg/Nm3。

3机组启动过程中全负荷脱硝控制策略

机组启动全负荷脱硝总体控制策略为：改变锅炉各受热面吸热分配，提高SCR入口烟温。采取的主要控制措施有：

1)提高给水温度;

2)提高烟气温度;

3)提高蒸汽温度;

4)加强并网后各参数精细化调整。

以下分析选取2017年3月16日、2017年7月5日2号机组两次冷态启动过程进行对比分析。

3.1提高给水温度

由于本厂无临机加热系统，2017年7月5日#2机组启动采用临机4段抽汽供本机除氧器对给水进行加热。为确保#2机组除氧器有足够的汽源，机组启动过程中始终保持临机负荷在300MW以上，同时采取了电泵开机、启动过程中及时退出A磨暖风器、切换空预器吹灰汽源等措施，进一步减少了辅汽的消耗，为除氧器加热创造了有利条件。开机过程中始终维持约21%BMCR的启动流量(230T/H左右)，确保了给水温度较高且稳定的水平，启动阶段水冷壁金属温度均匀、无偏差。中速暖机期间随机投入高低加系统，在机组并网前适当延长了机组3000RPM暖机时间，确保了给水温度的持续上升。锅炉点火前给水温度达到99.2℃，整个升温、升压过程中始终维持在120-130℃之间，机组并网前达到了132℃。下表1为2017年3月16日、7月5日#2机组冷态启动给水温度对比分析。

表1给水温度控制情况

3.2提高烟气温度

3.2.1提高炉膛出口烟温

锅炉点火至并网期间维持较小的锅炉风量，开机过程中始终维持约40%BMCR的锅炉总风量，通过关小各层燃烧器二次风挡板及燃尽风挡板，燃烧稳定后逐步全开A层燃烧器二次风挡板，抬高炉膛火焰中心。机组冲转后、并网前，不退出一级大旁路系统，进一步增加燃料量，通过旁路来控制蒸汽参数，从而进一步提高了炉膛出口及SCR入口烟温，但燃料的增加应以主蒸汽温升速率不超限、锅炉不转态为原则进行控制。下表2为2017年3月16日、7月5日#2机组冷态启动炉膛出口烟温对比分析。

表2炉膛出口烟温控制情况

3.2.2改变尾部烟道受热面吸热分配

锅炉点火后，保持再热侧烟气挡板全开、过热烟气挡板全关，在机组并网前始终保持此方式不变，通过减小省煤器、低温过热器受热面吸热量，增加低温再热器受热面吸热量，逐步提高脱硝入口烟气温度。下表-3为2017年3月16日、7月5日#2机组冷态启动低温再热器、省煤器出口烟温对比分析。

表3低温再热器、省煤器出口烟温控制情况

3.2.3提高主、再热汽温

由于我厂旁路系统为一级大旁路，汽机冲转前再热器处于无蒸汽流通状态，为防止因再热器积水造成冲转后再热蒸汽温度上升缓慢，在机组抽真空阶段对再热器进行抽真空，消除了再热器系统积水，提高了冲转后再热汽温的升温速率。在机组暖机至并网过程中逐步将主蒸汽提升至460℃左右，通过提高蒸汽温度，减小蒸汽管道对烟气的换热，进一步提高SCR入口烟气温度。同时利用旁路系统维持较低且稳定的主汽压，提高暖机效果，避免汽机胀差超限，为机组并网后主、再汽温进一步提升及加负荷创造有利条件。同时在机组并网前，适当延长300rpm暖机时间，达到进一步提高烟温的目的。下表4、表5为2017年3月16日、7月5日#2机组冷态启动主汽温、再热汽温对比分析。

表4主汽温控制情况

表5再热汽温控制情况

3.2.4加强并网后各参数的精细化调整

4达到的效果分析

并网后操作的总体原则是保持各项操作的连贯性，维持并逐步提高SCR入口烟温，防止烟温突降造成SCR退出。并网前将小机冲至3000RPM备用，做好汽泵并电泵操作准备，并网后及时启动第二套制粉系统，将负荷升至50MW完成并汽泵操作;转干态前继续保持锅炉启动流量，转干态后根据中间点温度控制给水流量，调节过程中防止给水流量大幅度波动;随着负荷上升，逐步投入高低加系统，进一步提高给水温度，当四抽压力大于除氧器压力时逐步退出除氧器加热;并网后随着燃料增加，当氧量低于6%以下时，逐步提高总风量;并网后再热烟气挡板以SCR入口烟温不下降、低再管壁不超温为原则进行控制。