上海电力：宽负荷脱硝技术领先之路

　　燃煤电厂生产过程中产生的污染物，越来越受到社会各界广泛关注，尤其是进一步削减排放的氮氧化物，成为长三角等重点区域污染减排的重点之一。国家发改委、能源局、环保部三部委制定了《煤电节能减排升级与改造行动计划》（2014－2020年），上海市政府也明确提出：力争在2014-2015年实现氮氧化物减排12%，高出全国平均水平2个百分点。

　　作为上海地区主要的发电企业，上海电力股份有限公司（以下简称“上海电力”）拥有各种类型发电机组，为落实国家三部委“（燃煤发电机组）最低技术出力以上全负荷、全时段稳定达标排放”的要求和上海市政府提出的目标，上海电力旗下所有机组经过技术改造都加装了SCR脱硝装置，然而，SCR脱硝装置中的催化剂催化反应有温度范围限制，要求在315℃～420℃范围内运行。锅炉随着机组负荷的降低，烟温自然而然的下降，当烟气温度低于315℃时，喷氨系统自动退出喷氨，氮氧化物排放量就会超标。因此，保证燃煤锅炉全时段、全负荷的氮氧化物达标排放，进行机组的宽负荷脱硝技术研究显得尤为必要。

　　上海电力先后以上海上电电力工程有限公司（以下简称“工程公司”和上海明华电力技术工程有限公司（以下简称“明华电力”）为平台成立技术研发团队，针对不同锅炉形式,组织研发团队开展宽负荷脱硝技术开发，积极鼓励支持科研人员探索创新，在燃煤电厂宽负荷脱硝技术方面走上领先之路。

　　工程公司研发团队成立后，着手相关文献的阅读研究，运行数据的分析比对，同时通过大量的理论计算分析，进而对经济性、改造费用、施工难度及自动控制等方面综合考虑，研发团队设计出一个全新的改造方案――对现有的锅炉水系统进行改造，利用炉水泵将部分高温饱和水输送至省煤器水侧进口联箱与给水混合，以提高给水温度，进而提高锅炉省煤器出口烟气温度，使之温度达到SCR脱硝的适用温度。此改造系统命名为烟气温度提升系统（Gas Temperature Rising System），简称GRS。该技术首先在2013年外高桥电厂3号锅炉上开展科技创新项目，由于受限于炉水泵的扬程不能将更多的炉水送入省煤器入口，故无法进一步提高省煤器入口水温。改造虽然能够满足机组140MW以上负荷投运SCR的适用温度，但最大烟温提升能力只为10℃，这也意味着该系统还不能满足机组140MW以下负荷段的脱硝投运要求。因此，研发团队又提出了在原有GRS系统的基础上进行优化的新思路：将部分炉水掺入给水的同时将部分给水旁路进入下降管，可以在不增加省煤器流量的条件下更大的提高省煤器入口水的温度，从而获得烟气温度更大提升的效果。这样一个升级后的系统SGRS（Super Gas temperature Raising System ），可以满足锅炉烟气更大升温的需要，也可为直流和超临界锅炉提升烟气提供了途径，有系统变动小，改造投资低，温度提升幅度大的优点。

　　SGRS系统经调试后，可满足在机组最低负荷125MW时投运脱硝系统的烟温条件，最大烟温提升可达23℃。该系统方案有效解决了SCR因入口温度低脱硝系统停止运行的问题，而且较水侧的其它方法具有提升烟气温度幅度大，系统简单，改造投资少，对其它工况的影响小等特点。该系统开发的《带有烟气升温系统的自然循环汽包锅炉》和《带有烟气升温系统的强迫循环汽包锅炉》两项技术获得实用新型专利授权，《低负荷脱硝升温系统》获得上海电力2013年度科技进步一等奖，还获得了2014年（第六届）全国电力职工技术成果三等奖以及2014年度中电投集团公司首届优秀职工技术创新成果一等奖。

　　明华电力研发团队提出了“内置分隔烟道”提高脱硝温度的技术方案，就来自于研发团队核心人员陈增宏高级工程师的生活观察。当夏天灼人的阳光想涌进窗户，只要轻轻拉动绳索，百叶窗间的缝隙变小，热浪随之消失。在参观都江堰水利工程的分水鱼嘴后，不羁的江水顿时温顺起来。这两个细节，给了他改造省煤器分隔烟道的灵感和思路。“我们的祖先真聪明！碰到宽负荷脱硝这个难题，我很快就有了，灵感就源自都江堰和百叶窗。后来我查阅现有的文献资料，这个思路国内外还没有人提出过。”

　　基于“方法巧妙、施工简单、便于维护、操作简便、易于推广”这五点优势，明华电力研发团队开发出省煤器内置式分隔烟道，实现烟气量分流控制旁路系统。该技术将省煤器的管片进行分隔，分成几个烟道，在分隔烟道上再增设挡板，控制分流每个烟道的烟气流量，使得省煤器与烟气的换热面积和流量可进行无级变化，从而达到省煤器出口烟温控制在315℃以上，确保SCR在锅炉低负荷下能正常喷氨运行，降低氮氧化物排放量，符合国家环保要求。

　　2014年12月12日上海吴泾发电有限责任公司11号锅炉基于省煤器分隔烟道改造的宽负荷脱硝工程投入运行， 300MW燃煤机组在120MW以上负荷实现宽负荷脱硝。这是一次全新的尝试，这是一次众志成城的攻坚，这更是一个振奋人心、意义非凡的成就。省煤器分隔烟道宽负荷脱硝技术由于具备工程实施简单、机组类型适应范围广、改造费用低、对设备的额外影响小、烟温提升幅度大、操作及维护简便等多种优点，已得到行业内的高度认可。《省煤器内置烟道烟气量分流控制装置》和《省煤器内置烟道烟气量分流控制系统》两项实用新型专利申请已于2014年受理。

　　目前，上海电力所属上电漕泾发电有限公司的“水侧旁路技术”、田集发电厂省煤器分隔烟道宽负荷脱硝改造项目已进入实施阶段，所属阚山电厂有限公司超低排放改造也将该方案列入项目意向单。在集团“火电企业环保技术及应用”培训班上，陈高工所做的宽负荷脱硝改造技术讲座更是引起了与会人员的热烈反响，一些单位在会上就直接表达了合作的意向。

　　坚持科技创新，已经成为上海电力推进可持续发展的共识，并将继续在这条路上艰苦探索，实现“奉献绿色能源，服务社会公众”的企业愿景！