燃?xì)怆姀S采用天然氣為燃料，NOx是主要污染物。按照控制位置不同，可將排放控制技術(shù)分為以下3類：燃?xì)廨啓C本體控制技術(shù)、余熱鍋爐SCR控制技術(shù)[6]和外部因素控制技術(shù)。燃?xì)鈾C組排放控制技術(shù)路線如圖2所示。
1.燃?xì)廨啓C本體控制技術(shù) 內(nèi)/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網(wǎng)-tan p a i fang . com
目前，國內(nèi)外燃?xì)廨啓CNOx減排技術(shù)多樣，有燃燒室注水/注蒸汽技術(shù)、干式低氮燃燒技術(shù)、催化燃燒技術(shù)等[7]，目前主流技術(shù)為干式低氮燃燒技術(shù)。針對燃?xì)廨啓C干式低氮燃燒的降氮技術(shù)路線主要有3種：機組燃燒調(diào)整、燃燒器部分功能優(yōu)化以及對現(xiàn)有燃?xì)廨啓C燃燒器升級改造。目前以上技術(shù)主要由主機廠家掌握，下面以某主機廠家9F級燃?xì)廨啓C的NOx減排技術(shù)路線為例進行對比，如表4所示。
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綜上所述，主機廠商通過以上3種技術(shù)路線可以不同程度地降低燃?xì)廨啓C出口NOx排放濃度，但進一步降低的潛力有限，會影響機組效率和燃燒穩(wěn)定性，且改造難度大、成本高(單臺改造成本最大將接近億元)。
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2.余熱鍋爐SCR控制技術(shù)及存在問題 本`文-內(nèi).容.來.自：中`國^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com
SCR脫硝技術(shù)的原理是通過向余熱鍋爐煙道中噴入還原劑，將煙氣中的NOx轉(zhuǎn)化為氮氣和水。常規(guī)設(shè)計中，還原劑常采用液態(tài)無水氨、氨水或尿素。
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SCR脫硝技術(shù)已成熟應(yīng)用于燃煤機組，燃?xì)怆姀S應(yīng)用較少，北京地區(qū)燃?xì)鈾C組為達(dá)到更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，均加裝了SCR脫硝系統(tǒng)，其他地區(qū)個別機組也加裝了SCR脫硝系統(tǒng)。相比燃煤機組，燃?xì)鈾C組加裝SCR脫硝系統(tǒng)初投資較低，一般為1500~2000萬元/臺。目前，已投運的燃?xì)鈾C組SCR脫硝系統(tǒng)可以在全負(fù)荷工況實現(xiàn)更低的NOx排放，但由于缺少相關(guān)技術(shù)規(guī)范和經(jīng)驗積累，在設(shè)計及運營中還存在以下問題。 本文`內(nèi)-容-來-自；中_國_碳_交^易=網(wǎng) tan pa i fa ng . c om
（1）設(shè)計問題 內(nèi).容.來.自：中`國*碳-排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fa ng.com
同燃煤機組相比，燃?xì)鈾C組的流場不均勻性顯著，如立式余熱鍋爐過渡段轉(zhuǎn)彎處和催化劑層入口處容易出現(xiàn)流場不均;臥式余熱鍋爐容易出現(xiàn)催化劑層上部流速低、下部流速高等問題。已投產(chǎn)SCR脫硝系統(tǒng)在設(shè)計時未充分考慮這一特性，或未針對這一情況采取優(yōu)化措施，導(dǎo)致投產(chǎn)后影響脫硝效果，達(dá)不到設(shè)計效率。
近幾年投產(chǎn)的大部分燃?xì)鈾C組雖然在設(shè)計階段考慮了預(yù)留脫硝系統(tǒng)位置，但預(yù)留空間普遍偏小，預(yù)留空間在3~5m，一方面將給后期加裝SCR脫硝系統(tǒng)工程帶來極大不便，另一方面將會影響SCR脫硝系統(tǒng)噴氨均勻性。根據(jù)ANSYS流場數(shù)值計算，預(yù)留空間越大，SCR脫硝系統(tǒng)入口前的噴氨混合越均勻，如圖3所示。 本`文-內(nèi).容.來.自：中`國^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com
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圖3脫硝模型與噴氨格柵后不同截面氨濃度對比 本/文-內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com
（2）設(shè)備問題
催化劑問題
目前，燃?xì)怆姀S使用的脫硝催化劑以進口為主，價格高，單價為1.0~1.2萬美元/m3，約為國產(chǎn)燃煤脫硝催化劑的5~8倍，且存在供貨周期長、維護不便等弊端[9]。
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國產(chǎn)燃?xì)怆姀S用SCR催化劑已取得一定進展，但在制造設(shè)備、工藝、成品率控制等方面與國外廠家仍有一定距離。以蜂窩式催化劑為例，相比某國外催化劑，某國產(chǎn)催化劑的化學(xué)組分差異不大，但受限于制造工藝，比表面積偏小、脫硝效率偏低，詳見表5。同時國產(chǎn)波紋板式催化劑也存在類似問題。 本文@內(nèi)/容/來/自:中-國-碳^排-放-交易&*網(wǎng)-tan pai fang . com
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CEMS系統(tǒng)問題 內(nèi).容.來.自：中`國`碳#排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai f an g.com
燃?xì)怆姀S在線污染物監(jiān)測設(shè)備(CEMS)也存在量程選擇不當(dāng)、精度不夠、未設(shè)置NO2檢測功能[10-11]等問題。由于脫硝系統(tǒng)的噴氨量與CEMS測量結(jié)果在控制系統(tǒng)中相關(guān)聯(lián)，實際測量過程中，NOx濃度應(yīng)該包含NO和NO2。但現(xiàn)有NOx的檢測和計算方法與實際情況差異明顯，未能真實地反映NOx濃度。如表6所示，機組在正常負(fù)荷下，實際檢出的NO2體積分?jǐn)?shù)可占NOx體積分?jǐn)?shù)的20%左右。目前，大部分燃?xì)怆姀SNOx檢測只考慮了NO，即使小部分電廠考慮了NO2，但只參考燃煤機組的體積占比(通常按5%)[12]。因此，燃?xì)怆姀S配置功能全面和精度更高的CEMS檢測系統(tǒng)，將準(zhǔn)確地獲得現(xiàn)有燃?xì)怆姀S的真實污染物排放水平，并為后續(xù)制定科學(xué)的減排措施提供數(shù)據(jù)支撐。 本文+內(nèi)-容-來-自；中^國_碳+排.放_交^易=網(wǎng) t a n pa ifa ng .c om
（3）運行維護問題
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部分燃?xì)怆姀S脫硝系統(tǒng)受制于安裝空間有限、噴氨控制策略考慮不周，加之運行時間短、經(jīng)驗不足，對燃?xì)鈾C組與燃煤機組脫硝系統(tǒng)運行規(guī)律差異認(rèn)識不夠，造成SCR脫硝效率偏低。如圖4所示，某燃?xì)怆姀S脫硝系統(tǒng)運行效率很多時段低于50%。 內(nèi)/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網(wǎng)-tan p a i fang . com
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此外，還缺乏對脫硝系統(tǒng)的精細(xì)化運行管理，例如：自動噴氨邏輯控制嚴(yán)重滯后的情況下，存在過噴情況，導(dǎo)致氨逃逸率偏高。 本*文`內(nèi)/容/來/自:中-國-碳^排-放“交|易^網(wǎng)-tan pai fang . c o m
3.外部因素控制技術(shù) 本%文$內(nèi)-容-來-自；中_國_碳|排 放_交-易^網(wǎng)^t an pa i fang . c om
除與燃?xì)廨啓C燃燒室結(jié)構(gòu)和余熱鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)有關(guān)外，燃?xì)鈾C組排放狀況還受外部因素的影響。目前可控的外部因素主要有：天然氣成分、進氣溫濕度、天然氣溫度等[13]。但目前該領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)還不夠成熟，應(yīng)用案例不多。 本`文@內(nèi)-容-來-自；中^國_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m
國電科學(xué)技術(shù)研究院曾聯(lián)合中科院工程熱物理所開展低熱值燃料摻燒來降低NOx排放的相關(guān)研究[14],通過在天然氣中摻入不同比例的低熱值醇基燃料，可在一定程度上降低NOx排放質(zhì)量濃度，如表7所示。該研究成果還未在全壓全溫全尺寸燃燒室上驗證，距產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用尚有一定距離。 本+文`內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com
通過調(diào)節(jié)進氣溫濕度也能在一定程度上降低NOx排放。表8為某電廠機組環(huán)境溫濕度波動對NOx排放質(zhì)量濃度的影響情況[15]。目前國外有使用噴霧冷卻來降低NOx排放的案例，但國內(nèi)未見類似應(yīng)用。
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綜上所述，上述3種技術(shù)方案均對降低NOx排放具有積極作用，但相對而言，余熱鍋爐SCR控制技術(shù)優(yōu)化空間大，國內(nèi)應(yīng)用案例多，未來將是燃?xì)怆姀S進一步降低NOx的有效手段。 本+文`內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com
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