摘要:通過燃煤火電廠調(diào)研,調(diào)取火電機(jī)組實時監(jiān)控數(shù)據(jù),獲取555臺次火電機(jī)組停機(jī)過程的NOx排放濃度小時均值及其超標(biāo)時長信息,機(jī)組容量涵蓋50MW-1000MW。數(shù)據(jù)顯示:停機(jī)過程NOx排放濃度小時均值超標(biāo)小時數(shù)在0-8小時之間,69.02%臺次未超標(biāo),18.55%超標(biāo)1小時,超標(biāo)2小時及以上的占12.43%;NOx大排放濃度小時均值在0.86-478.43mg/m3之間,其中49.52%的NOx大濃度在50mg/m3以下,達(dá)到超低排放的濃度限值要求,有16.95%超過200mg/m3;超標(biāo)時長超過1小時及大排放濃度小時均值在200mg/m3以上的在200MW及1000MW等級機(jī)組中所占比例較高;執(zhí)行超低排放限值的機(jī)組停機(jī)過程未超過限值的臺次達(dá)73%以上。
1引言
當(dāng)前,燃煤電廠主要采用“低氮燃燒+選擇性催化還原(SCR)”技術(shù)控制氮氧化物,少數(shù)電廠采用“低氮燃燒+選擇性非催化還原(SNCR)”或“低氮燃燒+選擇性催化還原(SCR)+選擇性非催化還原(SNCR)”技術(shù)。
因受脫硝技術(shù)發(fā)展水平的限制,主要是采用SCR技術(shù)其催化劑受煙氣溫度條件的制約,燃煤火電機(jī)組在啟停或低負(fù)荷運行(如機(jī)組負(fù)荷降至50%甚至更低)等非正常工況階段,煙氣溫度達(dá)不到脫硝催化劑的反應(yīng)溫度(310℃),煙氣脫硝設(shè)施無法正常投入運行。因此,在燃煤機(jī)組停機(jī)解列前一段時間內(nèi)NOx排放濃度超過標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)限值(或超過超低排放限值)現(xiàn)象還普遍存在,是導(dǎo)致煤電機(jī)組NOx排放整體達(dá)標(biāo)(達(dá)超低排放限值)率低于二氧化硫(SO2)和煙塵的重要因素。為此,本文通過調(diào)研與實時監(jiān)控數(shù)據(jù)收集,針對燃煤火電機(jī)組停機(jī)過程中的NOx排放特征進(jìn)行了系統(tǒng)分析,以期對燃煤電廠進(jìn)一步優(yōu)化脫硝設(shè)施運行,已及環(huán)保部門提高NOx排放監(jiān)管的科學(xué)性、有效性提供參考。
2研究內(nèi)容與數(shù)據(jù)采集
本文主要研究燃煤火電機(jī)組停機(jī)過程NOx排放特征,通過調(diào)取燃煤火電機(jī)組實時監(jiān)控數(shù)據(jù),獲取了2017年1月1日至9月30日期間557臺次機(jī)組停機(jī)過程中的NOx排放信息。機(jī)組容量范圍覆蓋50MW-1000MW,其中,200MW等級及以下機(jī)組臺次數(shù)占11.13%,300MW等級機(jī)組占56.37%,600MW等級機(jī)組占28.37%,1000MW等級機(jī)組占4.13%。
調(diào)研機(jī)組目前執(zhí)行的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了200mg/m3、100mg/m3及50mg/m3(超低排放限值)。經(jīng)數(shù)據(jù)識別,剔除因信息傳輸故障等導(dǎo)致的數(shù)據(jù)無效信息,采集到NOx超標(biāo)小時數(shù)有效的機(jī)組為539臺次,對照機(jī)組當(dāng)前執(zhí)行排放標(biāo)準(zhǔn),超標(biāo)小時數(shù)范圍在0-8小時之間;剔除因信息傳輸故障、監(jiān)測儀器故障、停機(jī)過程中空氣過程系數(shù)較高導(dǎo)致折算濃度失真等因素引起的數(shù)據(jù)無效信息,采集到NOx排放濃度有效的機(jī)組為525臺次,機(jī)組停機(jī)過程NOx大排放濃度小時均值范圍在0.86-478.43mg/m3之間。
3數(shù)據(jù)分析
3.1NOx排放超標(biāo)小時數(shù)情況
采集停機(jī)過程NOx超標(biāo)小時數(shù)有效的機(jī)組為539臺次,超標(biāo)小時數(shù)統(tǒng)計情況見表1。根據(jù)達(dá)《火電行業(yè)排污許可證申請與核發(fā)技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于火電機(jī)組停機(jī)過程NOx排放標(biāo)判定的有關(guān)規(guī)定,機(jī)組停機(jī)過程以機(jī)組解列前出力降到額定功率的50%算起,原則上停機(jī)時間不超過1小時,可不作為NOx排放達(dá)標(biāo)判定依據(jù),即停機(jī)過程可豁免1小時。
表1機(jī)組停機(jī)過程NOx超標(biāo)小時數(shù)統(tǒng)計表
上述機(jī)組停機(jī)過程中,共有372臺次未出現(xiàn)NOx濃度小時均值超標(biāo),占到有效臺次的69.02%,200MW等級及以下、300MW等級、600MW等級、1000MW等級機(jī)組均有不超標(biāo)的情況,各自比例分別為58.62%、72.49%、69.13%和47.83%。
超標(biāo)小時數(shù)僅1小時的臺次數(shù)達(dá)到總臺次的18.55%。200MW等級及以下、300MW等級、600MW等級、1000MW等級機(jī)組超標(biāo)1小時的臺次分別占各自比例為18.97%、17.15%、22.15%、13.04%。
超標(biāo)小時數(shù)在2小時及以上的臺次數(shù)為總臺次的12.43%。200MW等級及以下、300MW等級、600MW等級、1000MW等級機(jī)組超標(biāo)2小時級以上的臺次分別占各自比例為22.41%、10.36%、8.72%、39.13%。由此可見超標(biāo)時長較多的主要為1000MW和200MW及以下等級機(jī)組,但200MW、300MW、600MW都出現(xiàn)了超標(biāo)時長達(dá)4小時以上的情況,尤其是有1臺330MW機(jī)組出現(xiàn)了8小時的超標(biāo)情況,1000MW機(jī)組長超標(biāo)時長為3小時。
圖1各等級機(jī)組停機(jī)NOx超標(biāo)小時數(shù)分布圖
圖2各等級機(jī)組停機(jī)NOx超標(biāo)小時數(shù)統(tǒng)計占比圖
3.2NOx排放濃度情況
采集停機(jī)過程NOx排放濃度有效的機(jī)組為525臺次,其中執(zhí)行50mg/m3(超低排放限值)的289臺次,執(zhí)行100mg/m3的115臺次,執(zhí)行200mg/m3的121臺次。NOx大排放濃度小時均值范圍在0.86-478.43mg/m3之間,大排放濃度小時均值分布情況如圖3所示,各等級機(jī)組大排放濃度小時均值范圍統(tǒng)計情況見表2,其中,小于50mg/m3區(qū)間的占到接近一半,達(dá)49.52%,在50-100mg/m3、100-200mg/m3區(qū)間的比例分別為19.24%、14.29%,但仍有16.95%的停機(jī)過程NOx大濃度超過了200mg/m3。
圖3機(jī)組停機(jī)過程NOx大排放濃度小時均值分布情況
表2機(jī)組停機(jī)過程NOx大排放濃度小時均值范圍統(tǒng)計表
將停機(jī)過程NOx大排放濃度小時均值控制在在50mg/m3以下的臺次數(shù)為260,占49.52%,其中300MW等級機(jī)組達(dá)到該水平的占比高,達(dá)55.56%,600MW、1000MW等級機(jī)組也將近一半,分別達(dá)到47.62%和47.83%,只有臺次數(shù)200MW等級及以下機(jī)組僅有24.14%的機(jī)組將停機(jī)過程NOx大排放濃度小時均值在50mg/m3以下。