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摘要：火力发电技术的不断发展极大地满足了人们工业生产与生活对电力的需求，但随之带来的环境污染问题也在一定程度上困扰着人们，制约着人们对于“环境友好型”社会的建设。近年来相关工作人员也在制定措施，防治环境污染。本文以火电厂600mw机组为例，以节能脱硝为着手点，探讨其相关技术原理，并对节能脱硝的相关步骤进行分析概括，并体会其对于“资源节约型、环境友好型”社会建设的意义。
关键词：火电厂；600mw机组；节能脱硝
一、火电厂600mw机组
众所周知，火电厂是生产电力和电能的工厂，其基本燃料为不可再生资源，例如煤、石油、天然气等。其基本生产过程为：煤、石油、天然气等不可再生燃料在大型锅炉中充分燃烧，产生相应化学能并推动其转化为热能，燃烧过程中加入热水产生的水蒸汽所形成的压力推动汽轮机旋转，促使热能转化为机械能，汽轮机又在蒸汽的压力下带动发电机旋转，最终将机械能转化为电能，从能量转换的过程来看，燃料能的依次变化为：化学能、蒸汽热势能、机械能、电能，这就是火电厂发电的基本过程。但是火电厂的发电绝大部分是以化学燃料为基础的，大部分依靠的是煤炭发电，在发电过程中自然而然就产生了环境污染的问题。以600mw机组发电为例，在其燃烧煤炭与发电过程中产生的烟尘里面含有大量二氧化氮或一氧化氮，两者都是有毒有害的物质，对环境以及人的身体健康造成极大危害，而其主要来源就是发电过程中所产生的硝。因此如何在发电过程中对排出的烟气或是锅炉进行脱硝成为了一个不可回避的技术性话题。
二、火电厂600mw机组节能脱硝的原理与步骤
（一）SCR烟气脱硝技术的优缺点
目前，国内大部分火电厂都基本安装了SCR烟气脱硝装置，SCR装置又被称为选择性催化还原，也就是说，国内的大部分发电厂安装的是选择性催化还原烟气脱硝装置[1]。烟气脱硝技术是应用于多种氮氧化物或硫氧化物生成化工工业的一项锅炉烟气净化技术，而安装SCR烟气脱硝装置是众多烟气净化技术中最具代表性，也是在国际上应用最多、技术最成熟的一种烟气脱硝技术。SCR烟气脱硝技术的原理即为：向催化剂上游的烟气中喷入氨气或其他合适的还原剂，利用催化剂（例如铁、钒、铬、钴或钼等碱金属）在温度为200～450℃时将烟气中的NOx转化为氮气和水。由于氨气具有选择性，且只与NOx发生反应，基本上不与氧气发生反应，所以被称为选择性催化还原脱硝。在通常的设计中，使用液态纯氨或氨水（即氨的水溶液），无论以何种形式使用氨，首先应做到的是使氨蒸发，然后将氨和稀释空气或烟气混合，最后利用喷氨格栅将其喷入SCR反应器上游的烟气中。与其他脱硝技术相比，SCR技术没有副产物、不形成二次污染，且装置结构简单、技术成熟，具有脱硝效率高、运行可靠、便于维护的优点。它是火电厂里应用最多、最普遍的烟气脱硝技术，脱硝效率可达90%。但与此同时，SCR技术还具有一些缺点；例如，由于火电厂烟尘废气的成分较为复杂，某些污染物可使催化剂中毒；高分散度的粉尘微粒可覆盖催化剂的表面，使其活性下降；烟气脱硝系统中可能存在一些未反应的氨气和烟尘废气中的二氧化硫发生化学反应，生成易腐蚀和堵塞设备的硫酸氨和硫酸氢氨，降低氨的利用率；造成整个系统的投资、运行和维护费用高等问题。
（二）其他方法的节能脱硝技术研究
除了运用以化学反应为原理的SCR烟气脱硝技术以外，还有一些物理方法，例如采用低氨燃烧技术[2]。所谓低氨燃烧技术，指的是在煤炭燃烧的过程中改变燃烧的条件，从而降低在燃烧过程中产生的氮氧化合物的含量；从某种角度来看，这项技术也可视为脱硝技术的一种，因为无论是氮氧化物、氨气还是硝中都含有氮元素。在降低氮氧化合物含量的技术中低氮燃烧技术又最为简单，作为应用最为广泛的技术之一，低氮燃烧技术主要包括空气分级燃烧、燃料分级燃烧、低过量空气系数、烟气再循环等。
（1）空气分级燃烧
空气分级燃烧技术在使用的过程中主要是利用对炉膛中的通风和燃烧的空间进行设计，在适当的时间内将燃料燃烧的不同阶段进行分级，从而达到通入不通种空气的目的。一般在第一阶段的燃烧过程中主要是减少空气的输入量，使空气大约燃烧70%，目的就是使燃料在缺氧的状态下进行燃烧，不完全的燃烧会降低燃烧区域内的温度以及燃烧的速率，从而减少了氮氧化合物的生成速率。在第二阶段的燃烧过程中可将剩余的空气从燃烧器的上方通入，致使在主燃烧的区域形成富氧燃烧，以便剩余的燃料能够发生完全燃烧的现象。该方法可以在各种无烟煤或是劣质煤炭中使用。使用该方法，在烟尘形成之前就从根本上杜绝了硝的产生。
（2）燃料分级燃烧
此燃烧技术是指将燃烧燃料的80%输送到主燃烧区域内，然后将剩余的燃料输送到二级燃烧区域内，这样氮氧化物在该燃烧区域内会被还原成无毒无色无味的氮气，从而有效抑制氮氧化物和的生成，抑制硝的生成，并且在再燃烧区域的生成面设置一些通风口，保证能够在再燃烧区域内实现完全燃烧，从而达到控制和抑制氮氧化物生成的目的。在该燃烧技术中主要是对再燃烧区域内的空气系数进行控制，通过对空气系数的有效控制与把握从而有效控制和把握氮氧化物生成的含量。一般为了有效地保证煤炭能够完全燃烧，不至于造成资源的浪费，经常会在再燃烧区域内通入适当的空氣，然后将燃料进行三级燃烧，但是在该燃烧的过程中对通风系统的要求会比较高[3]。
（3）低过量空气系数
这种方法主要概述为一个较为简单的鉴定氮氧化物排放的方法，该方法在使用的过程中不需要对燃料的结构进行改变，而只需要对燃料的装置进行改进即可；这样不仅能够降低氮氧化合物的排放，同时还能够提高整个装置运行的经济效益，对于火电厂的火力发电的成本节约与资金投入具有重要意义。降低氮氧化物的排放也是节能脱硝措施的一种。例如，在锅炉燃烧的过程中由于过量空气系数较低，会导致在化学燃烧的过程中出现一些未燃尽的现象，进而引起一些未燃烧的物质以飞烟的形式外溅，从而降低在锅炉炉膛中某些区域内形成还原性气体的可能性，造成炉壁内侧发生一些腐蚀的现象。所以，运用该技术进行脱硝处理的主要方法就是适当地调整过量空气系数。
（4）烟气再循环
该方法主要指的是烟气在经过循环风的作用后再次进入到燃烧气流中，因为烟气自身的温度低，所以烟气在进入燃烧气流中能够降低火焰的总体温度，从而有利于烟气中惰性气体发挥作用，冲淡其中氧气的浓度，减少相关化学反应的表面，达到抑制氮氧化合物生成的目的。也就是说，该方法在使用过程中脱硝的效果主要取决于燃烧的种类和燃烧的温度，具有一定的现实性和可操作性，但运用该技术却对火电厂的设备和进行操作的场地有一定的要求[4]。
三、火电厂600mw机组节能脱硝的意义
火电厂600mw机组节能脱硝具有重要意义，一方面，节能脱硝可以将相关技术理念应用于实践中，实践是检验真理的唯一标准，理念落实于行动中，从而真正发现问题并解决问题，积累相关经验；另一方面，节能脱硝相应政府号召，为节约资源、保护环境与建设“资源节约型，环境友好型”社会建设奠定基础，甚至可以倒逼企业转型升级，促进火电厂相关产能的发展。
总结：
火电厂600mw机组节能脱硝可有效利用SCR烟气脱硝技术的优点，并注重克服其缺点，从空气状况、燃料燃烧情况等各方面综合施策，做到有效控制氮氧化合物的生成，从而达到脱硝的目的。除此之外，这也是火电厂脱硝技术不断发展的一个过程。
参考文献：
[1]大气污染控制工程[M].高等教育出版社，郝吉明，2010
[2]烟气脱硫脱硝技术手册[M].化学工业出版社，蒋文举，2006
[3]大气污染控制工程[M].高等教育出版社，郝吉明，马广大主编，2002
[4]火电厂热工自动化控制的应用实践及发展方向之研究[J].赵天天.建材与装饰.2015（49）
关键词：火电厂；600mw机组；节能脱硝
一、火电厂600mw机组
众所周知，火电厂是生产电力和电能的工厂，其基本燃料为不可再生资源，例如煤、石油、天然气等。其基本生产过程为：煤、石油、天然气等不可再生燃料在大型锅炉中充分燃烧，产生相应化学能并推动其转化为热能，燃烧过程中加入热水产生的水蒸汽所形成的压力推动汽轮机旋转，促使热能转化为机械能，汽轮机又在蒸汽的压力下带动发电机旋转，最终将机械能转化为电能，从能量转换的过程来看，燃料能的依次变化为：化学能、蒸汽热势能、机械能、电能，这就是火电厂发电的基本过程。但是火电厂的发电绝大部分是以化学燃料为基础的，大部分依靠的是煤炭发电，在发电过程中自然而然就产生了环境污染的问题。以600mw机组发电为例，在其燃烧煤炭与发电过程中产生的烟尘里面含有大量二氧化氮或一氧化氮，两者都是有毒有害的物质，对环境以及人的身体健康造成极大危害，而其主要来源就是发电过程中所产生的硝。因此如何在发电过程中对排出的烟气或是锅炉进行脱硝成为了一个不可回避的技术性话题。
二、火电厂600mw机组节能脱硝的原理与步骤
（一）SCR烟气脱硝技术的优缺点
目前，国内大部分火电厂都基本安装了SCR烟气脱硝装置，SCR装置又被称为选择性催化还原，也就是说，国内的大部分发电厂安装的是选择性催化还原烟气脱硝装置[1]。烟气脱硝技术是应用于多种氮氧化物或硫氧化物生成化工工业的一项锅炉烟气净化技术，而安装SCR烟气脱硝装置是众多烟气净化技术中最具代表性，也是在国际上应用最多、技术最成熟的一种烟气脱硝技术。SCR烟气脱硝技术的原理即为：向催化剂上游的烟气中喷入氨气或其他合适的还原剂，利用催化剂（例如铁、钒、铬、钴或钼等碱金属）在温度为200～450℃时将烟气中的NOx转化为氮气和水。由于氨气具有选择性，且只与NOx发生反应，基本上不与氧气发生反应，所以被称为选择性催化还原脱硝。在通常的设计中，使用液态纯氨或氨水（即氨的水溶液），无论以何种形式使用氨，首先应做到的是使氨蒸发，然后将氨和稀释空气或烟气混合，最后利用喷氨格栅将其喷入SCR反应器上游的烟气中。与其他脱硝技术相比，SCR技术没有副产物、不形成二次污染，且装置结构简单、技术成熟，具有脱硝效率高、运行可靠、便于维护的优点。它是火电厂里应用最多、最普遍的烟气脱硝技术，脱硝效率可达90%。但与此同时，SCR技术还具有一些缺点；例如，由于火电厂烟尘废气的成分较为复杂，某些污染物可使催化剂中毒；高分散度的粉尘微粒可覆盖催化剂的表面，使其活性下降；烟气脱硝系统中可能存在一些未反应的氨气和烟尘废气中的二氧化硫发生化学反应，生成易腐蚀和堵塞设备的硫酸氨和硫酸氢氨，降低氨的利用率；造成整个系统的投资、运行和维护费用高等问题。
（二）其他方法的节能脱硝技术研究
除了运用以化学反应为原理的SCR烟气脱硝技术以外，还有一些物理方法，例如采用低氨燃烧技术[2]。所谓低氨燃烧技术，指的是在煤炭燃烧的过程中改变燃烧的条件，从而降低在燃烧过程中产生的氮氧化合物的含量；从某种角度来看，这项技术也可视为脱硝技术的一种，因为无论是氮氧化物、氨气还是硝中都含有氮元素。在降低氮氧化合物含量的技术中低氮燃烧技术又最为简单，作为应用最为广泛的技术之一，低氮燃烧技术主要包括空气分级燃烧、燃料分级燃烧、低过量空气系数、烟气再循环等。
（1）空气分级燃烧
空气分级燃烧技术在使用的过程中主要是利用对炉膛中的通风和燃烧的空间进行设计，在适当的时间内将燃料燃烧的不同阶段进行分级，从而达到通入不通种空气的目的。一般在第一阶段的燃烧过程中主要是减少空气的输入量，使空气大约燃烧70%，目的就是使燃料在缺氧的状态下进行燃烧，不完全的燃烧会降低燃烧区域内的温度以及燃烧的速率，从而减少了氮氧化合物的生成速率。在第二阶段的燃烧过程中可将剩余的空气从燃烧器的上方通入，致使在主燃烧的区域形成富氧燃烧，以便剩余的燃料能够发生完全燃烧的现象。该方法可以在各种无烟煤或是劣质煤炭中使用。使用该方法，在烟尘形成之前就从根本上杜绝了硝的产生。
（2）燃料分级燃烧
此燃烧技术是指将燃烧燃料的80%输送到主燃烧区域内，然后将剩余的燃料输送到二级燃烧区域内，这样氮氧化物在该燃烧区域内会被还原成无毒无色无味的氮气，从而有效抑制氮氧化物和的生成，抑制硝的生成，并且在再燃烧区域的生成面设置一些通风口，保证能够在再燃烧区域内实现完全燃烧，从而达到控制和抑制氮氧化物生成的目的。在该燃烧技术中主要是对再燃烧区域内的空气系数进行控制，通过对空气系数的有效控制与把握从而有效控制和把握氮氧化物生成的含量。一般为了有效地保证煤炭能够完全燃烧，不至于造成资源的浪费，经常会在再燃烧区域内通入适当的空氣，然后将燃料进行三级燃烧，但是在该燃烧的过程中对通风系统的要求会比较高[3]。
（3）低过量空气系数
这种方法主要概述为一个较为简单的鉴定氮氧化物排放的方法，该方法在使用的过程中不需要对燃料的结构进行改变，而只需要对燃料的装置进行改进即可；这样不仅能够降低氮氧化合物的排放，同时还能够提高整个装置运行的经济效益，对于火电厂的火力发电的成本节约与资金投入具有重要意义。降低氮氧化物的排放也是节能脱硝措施的一种。例如，在锅炉燃烧的过程中由于过量空气系数较低，会导致在化学燃烧的过程中出现一些未燃尽的现象，进而引起一些未燃烧的物质以飞烟的形式外溅，从而降低在锅炉炉膛中某些区域内形成还原性气体的可能性，造成炉壁内侧发生一些腐蚀的现象。所以，运用该技术进行脱硝处理的主要方法就是适当地调整过量空气系数。
（4）烟气再循环
该方法主要指的是烟气在经过循环风的作用后再次进入到燃烧气流中，因为烟气自身的温度低，所以烟气在进入燃烧气流中能够降低火焰的总体温度，从而有利于烟气中惰性气体发挥作用，冲淡其中氧气的浓度，减少相关化学反应的表面，达到抑制氮氧化合物生成的目的。也就是说，该方法在使用过程中脱硝的效果主要取决于燃烧的种类和燃烧的温度，具有一定的现实性和可操作性，但运用该技术却对火电厂的设备和进行操作的场地有一定的要求[4]。
三、火电厂600mw机组节能脱硝的意义
火电厂600mw机组节能脱硝具有重要意义，一方面，节能脱硝可以将相关技术理念应用于实践中，实践是检验真理的唯一标准，理念落实于行动中，从而真正发现问题并解决问题，积累相关经验；另一方面，节能脱硝相应政府号召，为节约资源、保护环境与建设“资源节约型，环境友好型”社会建设奠定基础，甚至可以倒逼企业转型升级，促进火电厂相关产能的发展。
总结：
火电厂600mw机组节能脱硝可有效利用SCR烟气脱硝技术的优点，并注重克服其缺点，从空气状况、燃料燃烧情况等各方面综合施策，做到有效控制氮氧化合物的生成，从而达到脱硝的目的。除此之外，这也是火电厂脱硝技术不断发展的一个过程。
参考文献：
[1]大气污染控制工程[M].高等教育出版社，郝吉明，2010
[2]烟气脱硫脱硝技术手册[M].化学工业出版社，蒋文举，2006
[3]大气污染控制工程[M].高等教育出版社，郝吉明，马广大主编，2002
[4]火电厂热工自动化控制的应用实践及发展方向之研究[J].赵天天.建材与装饰.2015（49）