現(xiàn)階段，中國(guó)能源研究會(huì)節(jié)能減排中心根據(jù)當(dāng)前環(huán)保形勢(shì)，提出“工業(yè)鍋爐節(jié)能減排治理污染系統(tǒng)解決方案”推廣并使用潔凈煤，盡快將社會(huì)散燒煤及低效小型燃煤工業(yè)鍋爐改進(jìn)成集中煤炭熱電聯(lián)供。該方案的提出，主要是為了控制燃煤電站鍋爐NOx的排放量，避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害。選擇性催化還原煙氣脫硝技術(shù)作為控制燃煤電廠NOx的重要技術(shù)，對(duì)燃煤電廠的發(fā)展起著決定性的作用，因此，探究、分析SCR脫硝技術(shù)相當(dāng)有必要。  

1引言  

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展對(duì)環(huán)保問題也越來越重視，所以，加大燃煤鍋爐NOx脫除控制是主要問題。以我國(guó)現(xiàn)有脫硝機(jī)組的SCR脫硝成本作為研究的對(duì)象，對(duì)煙氣SCR脫硝成本的組成及影響因素通過實(shí)踐和探索，分析出幾點(diǎn)關(guān)于降低煙氣SCR脫硝成本的具體策略，根據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)該裝置的優(yōu)化政策為我國(guó)環(huán)保事業(yè)做出具大的貢獻(xiàn)。  

2研究方法  

SCR脫硝成本包括運(yùn)行成本和檢修維護(hù)成本以及財(cái)務(wù)成本。運(yùn)行成本是SCR脫硝裝置正常運(yùn)行時(shí)的各項(xiàng)生產(chǎn)支出成本，由還原劑費(fèi)用、電費(fèi)、水費(fèi)、蒸汽費(fèi)、人工費(fèi)等。檢修維護(hù)成本是維持SCR脫硝系統(tǒng)正常運(yùn)行的各項(xiàng)維護(hù)費(fèi)用支出，是由催化劑更換費(fèi)用、檢修維護(hù)費(fèi)用等組成。財(cái)務(wù)成本是由SCR脫硝裝置建設(shè)和運(yùn)行籌集資金時(shí)產(chǎn)生的貸款利息、增值稅、固定資產(chǎn)折舊費(fèi)和其他財(cái)務(wù)費(fèi)用等。本次共調(diào)研了48臺(tái)機(jī)組的煙氣SCR脫硝系統(tǒng)，從中能夠有效地反映煙氣SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行水平。 

3分析脫硫成本的組成及影響因素  

3.1機(jī)組類型的影響  

供熱煤耗占比例與脫硝成本的關(guān)系如圖1所示。本文研究的SCR脫硝機(jī)組分為供熱機(jī)組和純凝機(jī)組，從圖1中能夠看出供熱煤耗與總煤耗比例越高，脫硝的運(yùn)行成本就會(huì)增加。純凝機(jī)組脫硝平均成本為1.411分/kW-h；供熱煤耗占總煤耗5%時(shí)，脫硝平均成本為1.69分/kW-h；供熱煤耗占總煤耗的20%時(shí)脫硝平均成本增加到2.04分/kW-h；供熱煤耗占總煤耗為33.3%時(shí)，脫硝成本達(dá)2.53分/kW-h。供熱機(jī)組脫硝平均成本偏高的原因是各種脫硝成本的計(jì)算都未將機(jī)組供熱部分發(fā)生的脫硝成本折算到電價(jià)中。  

3.2機(jī)組容量的影響  

機(jī)組容量與脫硝成本的關(guān)系如圖2所示。從圖2表明，裝機(jī)容量為1000MW級(jí)的SCR脫硝平均成本為1.09分/kW-h；600MW級(jí)SCR脫硝平均成本為1.32分/kW-h；300MW級(jí)SCR脫硝平均成本為1.76分/kW-h；200MW級(jí)SCR脫硝平均成本為2.53分kW-h。隨著裝機(jī)容量的增大SCR脫硝平均成本逐漸下降，即實(shí)際脫硝成本和脫硝裝機(jī)容量呈反向關(guān)系。  

3.3脫硝效率的影響

不同脫硝效率的脫硝運(yùn)行成本不同，脫硝效率從71%增加到80%時(shí)，脫硝平均成本從1.21分/kW-h；增加到1.79分/kW-h脫硝成本隨著脫硝效率的變化而增加，主要因?yàn)槊撓跣实淖兓瘯?huì)增加脫硝的運(yùn)行和檢修與維護(hù)成本，因此增加了脫硝的成本。此外，脫硝效率的增加SCR脫硝所需還原劑單位用量也不斷提升，即增加了SCR脫硝成本。  

3.4入口NOx濃度的影響  

脫硝裝置入口NOx濃度對(duì)脫硝成本有一定影響，從圖4中SCR入口N0x質(zhì)量濃度超過600mg/m3的機(jī)組，脫硝平均成本為1.82分/kW-h，濃度越高，脫硝成本越高，其中燃用無(wú)煙煤的W火焰鍋爐，脫硝平均成本可達(dá)2.34分/kW-h；SCR入口N0x質(zhì)量濃度低于600mg/m3的脫硝機(jī)組，脫硝的平均成本為1.38分/kW-h。SCR入口N0x濃度偏高的機(jī)組，脫硝成本偏高的主要原因是還原劑的消耗量不斷增加，運(yùn)行維護(hù)所需的成本也相應(yīng)增加，同時(shí)，需要增加催化劑層數(shù)才能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，增加的費(fèi)用也大于NOx濃度較低的機(jī)組。  

3.5還原劑類型的影響  

機(jī)組利用小時(shí)均按5500h計(jì)．脫硝效率按設(shè)計(jì)效率來算．本次調(diào)研的所有機(jī)組中尿素SCR脫硝機(jī)組的脫硝平均成本為1．95分／(kW．h)．液氨SCR脫硝機(jī)組的脫硝平均成本為1．545Y／(kW．h)。尿素SCR機(jī)組的脫硝成本偏高的主要原因是尿素分解系統(tǒng)用電或燃油成本增加．同時(shí)尿素SCR脫硝機(jī)組還原劑的單位用量明顯大于液氨SCR脫硝機(jī)組還原劑的單位用量．從而導(dǎo)致脫硝成本明顯偏高。  

3.6脫硝系統(tǒng)廠用電率的影響  

隨著脫硝廠用電率的增加煙氣SCR脫硝的成本不斷增加．脫硝廠用電量主要根據(jù)引風(fēng)機(jī)電流增加及公用系統(tǒng)電耗測(cè)算。同時(shí)由于長(zhǎng)期投運(yùn)的脫硝系統(tǒng)．為達(dá)到不同負(fù)荷下的脫硝效率要求．氨的過量噴人也使空氣預(yù)熱器堵塞更為嚴(yán)重．引起煙氣系統(tǒng)阻力進(jìn)一步增加．導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)電流明顯加大．最終導(dǎo)致脫硝廠用電率增加。  

4優(yōu)化煙氣SCR脫硝系統(tǒng)的策略  

4.1SCR脫硝系統(tǒng)的優(yōu)化  

對(duì)國(guó)內(nèi)電廠煙氣SCR脫硝成本的影響因素和構(gòu)成的分析，對(duì)SCR脫硝系統(tǒng)成本分布有了了解。目前SCR脫硝系統(tǒng)在節(jié)能方面也存在一些問題，在保證裝置脫硝效果和減少裝置的運(yùn)行成本時(shí)，提高脫硝裝置的可用率的同時(shí)提出降低SCR脫硝成本的優(yōu)化措施。  

4.2還原劑秏量?jī)?yōu)化  

因?yàn)檫€原劑的費(fèi)用比脫硝運(yùn)行成本的費(fèi)用要高，通過減少還原劑的消耗量能夠有效降低脫硝運(yùn)行成本。SCR脫硝裝置還原劑大多為液氨，在煙氣脫硝裝置中，氨的擴(kuò)散和氨與Knox的混合和分布效果是影響煙氣脫硝效率的主要原因。  

4.3吹灰系統(tǒng)優(yōu)化  

SCR反應(yīng)過程中會(huì)生成化合物NH4HSO4和（NH4）2SO4具有粘性的細(xì)小顆粒，引起催化劑表面鈍化，即導(dǎo)致催化劑活性降低，這就需要吹灰系統(tǒng)來維持脫硝系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行情況。根據(jù)SCR反應(yīng)器內(nèi)的煙氣成分和催化劑的性質(zhì)，目前，普遍運(yùn)用的是聲波和蒸汽2種吹灰器。  

5結(jié)語(yǔ)  

目前在燃煤電廠發(fā)展的過程中，安裝SCR脫硝裝置就會(huì)增加脫硝成本。本文對(duì)SCR脫硝成本的組成及影響因素進(jìn)行分析，提出采用優(yōu)化還原劑的耗量?jī)?yōu)化吹灰系統(tǒng)，優(yōu)化催化劑來達(dá)到降低脫硝成本的目的來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。另外，此方法的實(shí)施，對(duì)電廠NOx的排放進(jìn)行科學(xué)治理，同時(shí)，還適應(yīng)了能源與環(huán)境和諧和發(fā)展的需求。燃煤機(jī)組在安裝SCR脫硝裝置后，脫硝成本必然會(huì)增加火電企業(yè)的發(fā)電成本，根據(jù)相關(guān)政策引導(dǎo)電力企業(yè)積極治理NOx排放問題，為促進(jìn)能源與環(huán)境的共同發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)電廠企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略做出更大貢獻(xiàn)。

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