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研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术 中国设备工程 2018.06 （上）
据国家环保部统计，2011年全国氮氧化物排放总量2404.3万吨，2012年全国氮氧化物排放总量为2337.8万吨，已充分体现了国家节能减排工作的初步成效和决心。为满足国家和地方环保法规，改善本地区的大气环境质量，确保电力与环境的可持续协调发展，火力发电厂锅炉烟气脱硝迫在眉睫。由于某电厂为“W”型火焰锅炉，该锅炉炉膛温度高，氮氧化物生成浓度较高，所以必须采用先降后脱的方案，即OFA （Over Fire Air：燃尽风）与SCR（Selective Catalytic Reducation：选择性催化还原）联合脱硝技术。 1 脱硝技术选择
1.1 氮氧化物生成机理
煤燃烧过程中产生的氮氧化物主要是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO 2），在煤燃烧过程中氮氧化物的生成量和排放量与煤的燃烧方式，特别是燃烧温度和过量空气系数等燃烧条件有关。研究表明，在煤的燃烧过程中生成NOx 的主要途径有三个：热力型NOx、快速型NOx、燃料型NOx。
根据热力型NOx 的生成过程，要控制其生成，就需要降低锅炉炉膛中燃烧温度，并避免产生局部高温区，以降低热力型NOx 的生成。
快速型NOx 主要产生于碳氢化合物含量较高、氧
浓度较低的富燃料区，多发生在内燃机的燃烧过程。而在燃煤锅炉中，其生成量很小。
燃料型NOx 是燃煤电厂锅炉产生的NOx 的主要途径。研究燃料型NOx 的生成和破坏机理，对于控制燃烧过程中NOx 的生成和排放，具有重要的意义。 1.2 脱硝技术分类
目前控制NOx 排放的措施大致分为三类，一类是低NOx 燃烧技术，通过各种技术手段，抑制或还原燃烧过程中生成的NOx，来降低NOx 排放；另一类是炉膛喷射脱硝技术；第三类是烟气脱硝技术。对低NOx 燃烧技术的要求是，在降低NOx 的同时，使锅炉燃烧稳定，且飞灰含碳量不能超标。炉膛喷射脱硝实际上是在炉膛上部喷射某种物质，使其在一定的温度条件下还原以生成的NOx，以降低NOx 的排放量，目前还不成熟。
烟气脱硝技术又分为干法、湿法。
干法烟气脱硝技术包括选择性催化脱硝法（SCR）、选择性非催化脱硝法（SNCR）、电子束照射法和电晕放电等离子体同时脱硫脱硝法。
防滑脚垫
湿法烟气脱硝虽然效率高，但系统复杂，用水量大，并有水的污染，因此燃煤锅炉很少采用。
对上述几种不同的烟气脱硝工艺进行技术比较，比较结果见表1。
1.3 超临界“W”型火焰锅炉简介
该电站采用北京巴布科克·威尔克斯公司制造的
OFA 与SCR 联合脱硝技术
在600MW 超临界“W”型火焰锅炉上的应用研究
清烟器
王永豪
（国电荥阳煤电一体化有限公司，河南 荥阳 450199）
摘要：本文介绍了OFA 与SCR 联合脱硝技术在600MW 超临界“W”型火焰锅炉上的应用情况。对OFA 改造前后炉膛内氮氧化物生成情况进行了对比，同时对OFA 与SCR 联合脱硝技术进行了效果分析，对比分析结果表明，两项技术联合应用对降低炉膛高浓度氮氧化物有显著成效。氧化铝磨料
关键词：OFA；SCR；“W”型火焰锅炉；应用
中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2018）06（上）-0140-03
表1 烟气脱硝工艺比较表
名称
反应剂反应产物条件及技术成熟度脱硝效率选择性催化脱硝法（SCR）NH 3、CO(NH 2)2N 2、H 2O 300～400℃ 成熟50％～95％选择性非催化脱硝法（SNCR）
NH 3、CO(NH 2)2
N 2、H 2O 950～1000℃ 成熟
40％～50％
电子束NH 3(NH 4)2SO 4
——80％电晕放电NH 3
(NH 4)2SO 4、NH 4NO 3不成熟——湿法
Ca(OH)2、NH 3
N 2、H 2O、CaSO 4
不成熟
50％
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中国设备
工程
Engineer ing hina C P l ant
中国设备工程 2018.06 （上）B&WB-1950/25.4-M 型超临界“W”型火焰锅炉，采用双进双出磨正压直吹式冷一次风制粉系统，设计煤种和校核煤种Ⅰ为无烟煤，校核煤种Ⅱ为贫煤。
锅炉采用尾部双烟道布置，烟气挡板调节再热汽温，喷水减温控制过热汽温，配2台容克式三分仓回转式空气预热器。除尘设备采用2台双室四电场静电除尘器，烟气除尘后经脱硫系统进入烟囱。锅炉采用干式除渣系统，配干式排渣机一台。地昔尼尔
1.4 低氮燃烧与烟气脱硝并用（先降后脱）
“W”型火焰超临界燃煤机组NOx 等污染物排放量较高，均在1000mg/Nm 3以上，难以满足我国新的排放标准， 根据国家环保部发布的《火电厂氮氧化物防治技术政策》的要求，低氮燃烧技术应作为燃煤电厂氮氧化物控制的首选技术。当采用低氮燃烧技术后，氮氧化物排放浓度不达标或不满足总量控制要求时，应建设烟气脱硝设施。
2 低氮燃烧技术改造
2.1 低氮燃烧技术改造概况
（1）“W”型火焰锅炉低NOx 燃烧技术改造，解决燃尽的主要措施是提高煤粉细度、提高燃烧区温度、延长煤粉在燃烧区的停留时间、分级送入二次风。其主要改造手段也有三个方面：一是对煤粉分离器进行改造，调整分离器折向挡板，提高煤粉细度；二是调整燃烧器旋向和燃烧器二次风量挡板开度，均衡燃烧器整体温度，但要降低温度峰值，实现火焰中心在下炉膛合适位置，延长煤粉在燃烧区的停留时间，加强煤粉燃尽；三是对分级风喷口进行改造，实现下炉膛分级配风。
（2）“W”型火焰锅炉低NOx 燃烧技术改造最核心最关键的技术就是增设OFA（燃尽风）。在上炉膛入口（即燃烧器层上部）的前后墙各增加燃尽风喷口12个，左右侧墙各增加燃尽风喷口2个，一共28个
燃尽风喷口。该燃尽风从锅炉二次风箱引出，从根本上实现了分级配风，最大限度地降低NOx 生成。这是因为在燃烧器出口处的煤粉着火区域，氧气浓度较高，温度较高，十分有利于NOx 的生成，燃尽风投运后，送入主燃烧区的空气量减少，主燃烧区的过量空气系数小于1，使得该区域的温度水平下降，大大减少了热力型NOx 的生成；同时送入主燃烧区的氧气量减少，主燃烧区处于还原性气氛中，也在一定程度上抑制了NOx 的生成。
2.2 低氮燃烧技术改造后试验结果分析
使用试验煤种，在机组负荷600MW、480MW 和320MW 三个工况下，省煤器出口6%O 2 折算后平均NOx 排放浓度分别为626.1mg/Nm 3 、596.6mg/Nm 3 、553.6mg/Nm 3。各工况下NOx 排放浓度均比改造前降低30%~40%。
去毛刺工具
3 SCR 工艺应用
选择性催化还原法（SCR）脱硝效率可以达到85%以上，可在较低的温度范围内（300～420℃）完成催化还原反应，对煤种及锅炉负荷变化适应性强，运行简单，在目前全世界脱硝工艺中占据主导地位。目前脱硝布置中采用最多的布置方式为高灰段布置方式，即反应器布置在锅炉省煤器和空气预热器之间。综合上述，根据技术先进，工艺成熟，经济合理，有工业业绩，脱硝效率高的原则，最终采用SCR 烟气脱硝技术。催化剂采用“3+1”层催化剂布置方式，还原剂采用液氨。
SCR 工艺是向锅炉烟气中喷入氨气（NH 3）作为还原剂，使用氧化钛、氧化铁、佛石、活性碳等催化剂，在300～420℃较低的工作温度下，将NOx 还原为无害的N 2和H 2O。
4 OFA 与SCR 联合应用脱硝效果分析
锅炉经过低氮改造后，满负荷情况下平均NOx 排
放浓度为626.1 mg/Nm 3，此浓度即为脱硝入口NOx 浓度。各项试验数据见下表2。
表2 OFA 与SCR 联合应用脱硝效果分析项目单位600MW 480MW 320MW NOx 排放浓度mg/Nm 3
105.191.283.7脱硝效率%83.284.784.9修正后锅炉效率%92.5992.8892.54CO 排放浓度ppm 21/2522/2116/18灰渣平均含碳量% 3.02 2.36 1.64排烟温度
℃
133.1
128.4
120.8
ci524
（1）三个试验工况下，经过低氮和脱硝共同作用后，烟气中NOx 的排放浓度降为105.1 mg/Nm 3、91.2 mg/Nm 3、83.7 mg/Nm 3，在低氮改造的基础上，脱硝效率分别为 83.2%、84.7%、84.9%。
（2）三个试验工况下，修正后的锅炉热效率分别为92.59%、92.88%、92.54%，均均高于原锅炉效率性能保证值91.54%。
（3）三个试验工况下，空预器出口CO 排放浓度分别为21/25ppm、25/21ppm、16/18ppm；灰渣平均含碳量分别为3.02%、2.36%、1.64%；经进风温度修正后排烟温度为133.1℃、128.4℃、120.8℃。
5 结论及建议
低氮燃烧改造从稳燃、燃尽、降NOx 的角度出发，以OFA 为核心，最大限度地降低了炉膛内氮氧化物的
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研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术
中国设备工程 2018.06 （上）
捞砂车、捞油车和测井车等自带滚筒的油田特种作业设备，需要通过滚筒用钢丝绳起升和下放井下工具和仪器。在采油工艺措施中，采用钢丝绳带动胶塞在套管或油管中抽吸原油，最低成本将剩余残油采出，极大地提高了矿产资源的采收率。绞车是这种设备的核心部件，在容绳槽中需要缠绕1000～2000m 的钢丝绳，如果出现排绳混乱，将无法正常提放钢丝绳和起下胶塞。现有的技术解决方案有将容绳槽做窄，钢丝绳在绞车上缠绕的直径变大，驱动力矩增加，加大了能耗；采用机械牵引强制排绳，增加了驱动力，加剧了钢丝绳的磨损，使设备的运行可靠行降低。针对这些问题，我们设计了一种摆动绞车的排绳方法以及相应的装置。
1 结构组成
该装置主要由摆动绞车、导向定滑轮、钢丝绳三部分组成（图1）。导向定滑轮由固定在支架上的定滑轮构成，钢丝绳通过导向定滑轮缠绕在容绳槽上。摆动绞车由底座、动力角动箱、摆动液缸、可转动盘、容绳槽及容绳槽支架构成。容绳槽通过转轴装在容绳槽支架上，容绳槽支架固定在可转动转盘上，可转动盘以Z 轴为轴线通过动力角传动箱铰接在底座上，动力角传动箱固定在底座的下面（图2），容绳槽在XY 平面内，可绕Z 轴左右摆动。
动力角传动箱中，立轴的一端设有散齿轮组与水平轴、小链轮、大链轮及容绳槽构成运动副，立轴垂直与
摆动绞车的排绳方法及装置
魏立艳
（大庆石油管理局松原机械总厂，吉林 松原 138000）
摘要：绞车作为石油机械的主要传动部件，它安全稳定的运行，关系到整个石油系统的安全。目前绞车的排绳装置都具有一定的局限性，经常出现咬绳、乱绳等现象。本文通过设计和实验，研制出了一种新型的摆动绞车排绳装置，利用钢丝绳拉力使可动转盘有规律摆动，实现有序排绳。消除了强制排绳力，减少了钢丝绳磨损和设备的动力损耗，延长了钢丝绳使用寿命，降低了成本，提高了捞油的工作效率。
关键词：绞车；摆动转盘；排绳；阻力
中图分类号：TD552 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2018）06（上）-0142-02
生成量。NOx 生成浓度由原来的1100 mg/Nm 3降至不足700 mg/Nm 3
，氮氧化物生成量减少30%～40%。
SCR 脱硝技术通过喷氨口连续喷氨、催化剂催化还原的方式将省煤器出口烟气中氮氧化物浓度从600 mg/Nm 3
左右降至100 mg/Nm 3
左右，脱硝效率高达83%以上。
OFA 及SCR 相结合的脱硝技术在600MW 超临界“W”型火焰锅炉上得到应用，经过测试，脱硝效率完全达到了设计的效率，满足了国家环保部门对氮氧化物的排放标准。同时锅炉效率没有降低，CO 排放浓度、灰渣平均含碳量及排烟温度也在正常范围之内。
机组脱硝采用液氨作为还原剂，在一定程度上容易造成氨逃逸；烟气中的SO 2在经过脱硝催化剂的过程中经过催化剂的作用会有SO 3产生；逃逸的氨在与烟气中的SO 2 或SO 3结合容易形成铵盐，铵盐附着在空气预热器上容易造成空预器堵塞，威胁机组安全稳定运行。
建议电站燃煤锅炉所用煤种硫分不要太高，严密监视氨逃逸率。参考文献：
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[3]阎维平.洁净煤发电技术（第二版）[M].中国电力出版社，2010-2.
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