1、概述

    随着国家对环境保护的日益重视和节能减排工作的大力开展，对NOx的排放控制越来越严格。近期，最新的《火电厂大气污染物排放标准》已经出台在该 标准中，对燃煤机组的氮氧化物的排放做出了进一步的限制，排放浓度应小于 400 mg/Nm3，在重点地区的排放浓度应低于200 mg/Nm3。预计该标准将在不久正式实施。如该标准 正式实施，则国内大部分燃煤机组都需要进行脱硝技术改 造，而在重点地区的机组，将全部要实施脱硝改造。目前在 世界范围内，要实现较高的脱硝效率，技术成熟、运行稳定， 适应性较好的脱硝技术基本上只有 SCR 技术。近几年批准 建设的电厂由于在设计时考虑了烟气脱硝装置，因此，实施 烟气脱硝工程比较容易。对于重点地区中建设较早，未考虑 脱硝装置的空间和荷载的一些电厂，要达到排放浓度小于200 mg/Nm3，基本上只能采用 SCR 技术，而由于在原设计 时未考虑脱硝装置，因此实施脱硝工程则较为复杂。本文主 要对未预留脱硝装置的大型机组（以600 MW 等级机组为 例）加装 SCR 脱硝装置进行一些技术分析和探讨。

2、改造方案的技术探讨

    为利于脱硝还原反应的顺利进行，SCR脱硝装置布置在 省煤器和空预器之间的高温烟道内。由于是在已投运的机组 上实施脱硝改造，因此需要考虑的问题大致有以下几个方面。

2.1SCR 脱硝装置的布置及支撑结构

    目前大型机组的常规布置大致为：机组的烟道从空预器 出口接至电除尘器，一次风机、送风机布置在烟道下方，烟道支架综合考虑烟道、风道、风机检修装置、灰管、水管道 等的布置。加装 SCR 装置后，需要将烟气从省煤器后的烟 道引入SCR 脱硝装置，然后送回到空预器前的烟道。改造 后的剖面布置图如图所示。由于是改造工程，空预器和省煤 器位置已固定，因此，SCR 脱硝装置只能布置在电除尘前烟 道支架上方区域附近。以 600 MW 机组为例，SCR 脱硝装 置的重量约为 1000 t，原桩基的荷载基本不能承受。

SCR的布置和支撑结构方案大致有3 种方案：

(1)在烟道支架区域新建柱网，该柱网专为脱硝装置而 建，SCR 脱硝装置布置在该柱网之内；该方案的柱网要避开 原烟道支架，而且柱头的位置要具有打桩的条件。

(2)将烟道支架区域柱网重新布置，该柱网布置综合考虑SCR 脱硝装置、机组原有设备和烟风道的布置；此方案 需要先将原烟道支架等拆除，然后再施工建设。

(3)将SCR脱硝装置的部分进、出口烟道布置在原锅炉 构架内，通过烟道向炉两侧引出，将SCR反应器布置在易于进行施工的区域。此方 案一般在方案一无法实施的情况下应用。

3种方案的布置各有优缺点：

方案一的优点是除了改造 空气预热器需要停炉外，基本不需要额外停炉。但因为原有 设备管道较多、地下基础情况也较复杂，所以新建 SCR 柱 网要同原烟道钢架相互独立，钢架较难布置，且可能造成 SCR 装置布置较困难；

方案二的优点是由于全部重建柱网， 使 SCR 装置的布置较容易，烟道流程较顺，SCR 装置的流 场较好。但其缺点显而易见：由于需要将原有钢架、烟道等 拆除后施工，因此停炉时间较长，停炉期间的损失较大；

方案三的优点同方案一，即停炉时间较短。但其缺点是 SCR 进、出口烟道较长，阻力比其他两个方案大，因方案需要原 锅炉钢架承担部分 SCR 进出口烟道荷载，需要设计单位同 锅炉厂密切配合。

2.2安装 SCR 脱硝装置对机组影响

(1)对停炉时间的影响及经济损失

    加装脱硝装置需要对锅炉钢架、空预器、空预器和省煤器之间的烟道、引风机、相关烟风管道等进行必要的改造，需要增加支撑脱硝装置的钢架等。在某些设备，如空预器、 引风机改造时，必须停炉进行，因此需要必要的停炉时间来 实施脱硝改造。在上述改造内容中，空预器改造时间较长，约2个月，其他改造工作应尽量在空预器改造周期内完成； 应设计合适的方案，在施工（包括地下部分）时尽量减少停 炉时间，除必要的停炉时间外，能做到不停炉施工是最理想 的。以1台 600 MW 等级机组为例，如停炉一个月，给电厂 造成的经济损失为 1000～2000 万元左右。因此，脱硝改造 方案中的停炉时间是比较关键的因素，加装脱硝装置时，在 技术可行的情况下，应尽量减少停炉时间。

(2)对机组安全运行的影响

    为减少停炉损失，一般需要在机组运行时加装脱硝装 置，脱硝装置区域的下方有风机、油站、风道、烟道、电缆、灰管、水管等，如对此区域进行改造，应做好施工保护措施，尽可能对原机组安全运行不产生影响。在脱硝工程施工时， 需要对影响脱硝装置安装的原机组设备管道、地下设置等进 行修改，应做好施工组织计划。

2.3锅炉的改造

(1)锅炉钢架的改造

    锅炉厂应根据设计单位的 SCR 烟道的布置情况，对钢 架进行必要的修改，留出 SCR 进出口烟道的空间，同时对 钢架进行必要的加强。如采用前两种布置方案，则锅炉厂修 改的工作量较小；如采用第三种方案，则锅炉厂修改的工作 量较大，需仔细核算。

(2)空预器的改造

    加装SCR脱硝装置后，SCR反应器后残余的NH3和烟气 中SO3和H2O形成硫酸氢铵，在温度150～230 ℃范围内，预 热器中温段和冷段形成强烈腐蚀，空预器需要进行必要的修 改。一般情况下，需要修改的内容有：原预热器的传热元件 高度和波形配置修改；采用合并中低温段，空预器只设高温 和低温两段；增加高压冲洗水系统。

2.4引风机的改造

    增加 SCR 脱硝装置后，烟气侧阻力增加1000 Pa 左右。因此，设计单位应根据机组实际运行情况，计算出引风机的 余量。如原系统引风机的余量足够，则不需要修改引风机；如引风机余量不足以克服新增加阻力，则需修改引风机。建 议尽量减少对引风机的修改，减少原机组烟风道布置修改，以减少改造费用。尽量要求引风机厂家保留原有地脚螺栓的位置，对原引风机基础不产生影响，从而对停炉时间不产生 影响。

3、结论

    国家最新的《火电厂大气污染物排放标准》出台后，国内大部分机组均需要进行脱硝改造。在已投运的机组上实 施 SCR 脱硝改造，应重点考虑尽量减少机组停炉时间，从 而减少停炉损失；尽量减少对机组安全运行的影响；配合 SCR 脱硝改造，应适当调整锅炉钢架、空预器、引风机等。