双床循环流化床锅炉SNCR脱硝探讨

孙文

摘  要：路易达孚（福建）精炼糖有限公司建设有一台DHX35-3.82/450-W7型双床循环流化床锅炉，由于国家政策需要新增脱硝系统确保环保排放达标。由于双床循环流化床锅炉的特性，其燃烧由两个炉膛组成，故其脱硝设计与传统循环流化床锅炉的区别较大。文章以实际工程为例，简要介绍双床循环流化床锅炉的脱硝系统喷枪位置的选择和在不同工况条件下的脱硝效率。

关键词：循环流化床;双床;SNCR;脱硝

中图分类号：TQ621.1 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）02-0099-02

Abstract： LDC（Fujian） Refining Sugar Co.， Ltd. has built DHX35-3.82/450-W7 double-bed CFB boiler. Due to the national policy， need to construction a new denitrification system. Because of the characteristics of two-bed CFB boiler， its combustion is composed of two furnaces， so the design is different from the traditional CFB boiler. Taking practical engineering as an example， this paper briefly introduce the selection of spray gun position and denitrification efficiency under different working conditions in the denitrification system of double bed CFB boiler.

Keywords： circulating fluidized bed; double bed; SNCR; denitrification

1 锅炉及原理介绍

路易达孚锅炉设备是由东方锅炉工业锅炉集团有限公司设计制造：DHX35-3.82/450-W7型循环双流化床锅炉，室内布置。其特点主要有双炉膛燃烧，燃尽率高，燃烧煤种不受限制等。热力系统图详见图1。

燃煤通过两台螺旋给煤机进入主床燃烧密相区，与高温床料混合后着火燃烧，燃烧后产生的高温烟气携带大量飞灰离开密相区进入中间悬浮室。从悬浮段进入燃尽室180°转向时，粗颗粒的飞灰首先分离并直接落入副床，离开炉膛的烟气经过热器进入旋风分离器。在外置旋风分离器中，较细的飞灰分离下来，由回料装置返至副床燃烧。

2 运行情况及设计方案

锅炉于2013年8月投入使用，氮氧化物初始生成量约在260mg/Nm3，2015年国家新颁布了燃煤锅炉排放限值，要求排放指标不超过100mg/Nm3，此时就需要新建脱硝系统进行改进，由于场地限制，同时SNCR脱硝效率可以达到40%到70%，脱硝效果符合本次改造的目的，故本次脱硝工艺选定为SNCR。

SNCR技术即选择性非催化还原技术，其原理为在850℃-1100℃区域内，将含有氨基的还原剂例如氨水、尿素溶液等喷入炉内，将烟气中的NOX还原，生成氮气和水的过程。因为是直接喷入炉膛高温区，且没有催化剂的选择性催化作用，所以SNCR的脱硝反应中间过程非常复杂，选择合适的温度窗口对脱硝效率的影响非常大。

经过流场模拟计算，在锅炉主床和副床共设计12支喷枪，其中主床悬浮段设计6支，副床悬浮段设置6支，分别布置在炉膛左右两侧。喷枪布置图详见图3。第一层包含四支喷枪，在两侧墙对冲布置。布置在主床悬浮段内，标高12100mm。第二层包含两支喷枪，在两侧墙对冲布置。布置在悬浮段内，标高17900mm。第三层包含六支喷枪，在两侧墙对冲布置，布置在副床内，标高12100mm。

4 测试情况

4.1 测试工况：锅炉70-100%BMCR工况

安装完成后，为验证喷枪位置的选择正确性，按照不同喷枪的运行组合模式对系统进行了整体的效率测试，测试结果见表1。

4.2 试验结果分析

（1）单独投运主床，脱硝效果非常一般，只有10%左右。

（2）单独投运悬浮段，脱硝效果可达30%左右。

（3）单独投运副床，脱硝效果高达60%。

（4）投运悬浮段和副床，脱硝效果达到65%。

（5）主床、悬浮段和副床全部投运，脱硝效果为67%左右。

5 结束语

（1）由于双床循环流化床锅炉根据煤质不同，在70%BMCR负荷以上时，副床根据料层厚度投运和停运交替的运行模式，在悬浮段设置喷枪点是非常合理的。

（2）从调试结果可以看出，在锅炉正常运行期间只需投运悬浮段和副床喷枪即可满足脱硝要求，在低负荷条件下再投用主床出口设置的喷枪。

（3）由于双床流化床锅炉的特性，主床只有一次流化风，没有二次风的配风以便于尽快充分燃烧，主床出口及悬浮段烟气中会有大量未燃尽的CO，会造成脱硝反应率偏低。所以主床和悬浮段喷枪的点位氨水流量需要控制减少，减少氨逃逸和运营成本。

（4）锅炉副床出口燃烧最为充分，但是由于副床出口即设置过热器，造成烟气温度降低，所以副床最佳喷枪设置点位是在副床密相区出口的位置，该位置从流场模拟及实际运行温度中也验证了处在最佳反应温度区。

参考文献：

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[3]原奇鑫.循环流化床锅炉SNCR脱硝机理简化[C].《环境工程》编委会、工业建筑杂志社有限公司.《环境工程》2019年全国学术年会论文集.《环境工程》编委会、工业建筑雜志社有限公司：《环境工程》编辑部，2019：215-218+154.