燃气电厂采用天然气为燃料，NOx是主要污染物。按照控制位置不同，可将排放控制技术分为以下3类：燃气轮机本体控制技术、余热锅炉SCR控制技术[6]和外部因素控制技术。燃气机组排放控制技术路线如图2所示。
1.燃气轮机本体控制技术 內/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網-tan p a i fang . com
目前，国内外燃气轮机NOx减排技术多样，有燃烧室注水/注蒸汽技术、干式低氮燃烧技术、催化燃烧技术等[7]，目前主流技术为干式低氮燃烧技术。针对燃气轮机干式低氮燃烧的降氮技术路线主要有3种：机组燃烧调整、燃烧器部分功能优化以及对现有燃气轮机燃烧器升级改造。目前以上技术主要由主机厂家掌握，下面以某主机厂家9F级燃气轮机的NOx减排技术路线为例进行对比，如表4所示。
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综上所述，主机厂商通过以上3种技术路线可以不同程度地降低燃气轮机出口NOx排放浓度，但进一步降低的潜力有限，会影响机组效率和燃烧稳定性，且改造难度大、成本高(单台改造成本最大将接近亿元)。
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2.余热锅炉SCR控制技术及存在问题 本`文-内.容.来.自：中`国^碳`排*放*交^易^网 ta np ai fan g.com
SCR脱硝技术的原理是通过向余热锅炉烟道中喷入还原剂，将烟气中的NOx转化为氮气和水。常规设计中，还原剂常采用液态无水氨、氨水或尿素。
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SCR脱硝技术已成熟应用于燃煤机组，燃气电厂应用较少，北京地区燃气机组为达到更严格的排放标准，均加装了SCR脱硝系统，其他地区个别机组也加装了SCR脱硝系统。相比燃煤机组，燃气机组加装SCR脱硝系统初投资较低，一般为1500~2000万元/台。目前，已投运的燃气机组SCR脱硝系统可以在全负荷工况实现更低的NOx排放，但由于缺少相关技术规范和经验积累，在设计及运营中还存在以下问题。 本文`内-容-来-自；中_国_碳_交^易=网 tan pa i fa ng . c om
（1）设计问题 內.容.來.自：中`國*碳-排*放*交*易^網 t a npai fa ng.com
同燃煤机组相比，燃气机组的流场不均匀性显著，如立式余热锅炉过渡段转弯处和催化剂层入口处容易出现流场不均;卧式余热锅炉容易出现催化剂层上部流速低、下部流速高等问题。已投产SCR脱硝系统在设计时未充分考虑这一特性，或未针对这一情况采取优化措施，导致投产后影响脱硝效果，达不到设计效率。
近几年投产的大部分燃气机组虽然在设计阶段考虑了预留脱硝系统位置，但预留空间普遍偏小，预留空间在3~5m，一方面将给后期加装SCR脱硝系统工程带来极大不便，另一方面将会影响SCR脱硝系统喷氨均匀性。根据ANSYS流场数值计算，预留空间越大，SCR脱硝系统入口前的喷氨混合越均匀，如图3所示。 本`文-内.容.来.自：中`国^碳`排*放*交^易^网 ta np ai fan g.com
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图3脱硝模型与喷氨格栅后不同截面氨浓度对比 本/文-内/容/来/自:中-国-碳-排-放-网-tan pai fang . com
（2）设备问题
催化剂问题
目前，燃气电厂使用的脱硝催化剂以进口为主，价格高，单价为1.0~1.2万美元/m3，约为国产燃煤脱硝催化剂的5~8倍，且存在供货周期长、维护不便等弊端[9]。
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国产燃气电厂用SCR催化剂已取得一定进展，但在制造设备、工艺、成品率控制等方面与国外厂家仍有一定距离。以蜂窝式催化剂为例，相比某国外催化剂，某国产催化剂的化学组分差异不大，但受限于制造工艺，比表面积偏小、脱硝效率偏低，详见表5。同时国产波纹板式催化剂也存在类似问题。 本文@内/容/来/自:中-国-碳^排-放-交易&*网-tan pai fang . com
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CEMS系统问题 内.容.来.自：中`国`碳#排*放*交*易^网 t a np ai f an g.com
燃气电厂在线污染物监测设备(CEMS)也存在量程选择不当、精度不够、未设置NO2检测功能[10-11]等问题。由于脱硝系统的喷氨量与CEMS测量结果在控制系统中相关联，实际测量过程中，NOx浓度应该包含NO和NO2。但现有NOx的检测和计算方法与实际情况差异明显，未能真实地反映NOx浓度。如表6所示，机组在正常负荷下，实际检出的NO2体积分数可占NOx体积分数的20%左右。目前，大部分燃气电厂NOx检测只考虑了NO，即使小部分电厂考虑了NO2，但只参考燃煤机组的体积占比(通常按5%)[12]。因此，燃气电厂配置功能全面和精度更高的CEMS检测系统，将准确地获得现有燃气电厂的真实污染物排放水平，并为后续制定科学的减排措施提供数据支撑。 本文+内-容-来-自；中^国_碳+排.放_交^易=网 t a n pa ifa ng .c om
（3）运行维护问题
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部分燃气电厂脱硝系统受制于安装空间有限、喷氨控制策略考虑不周，加之运行时间短、经验不足，对燃气机组与燃煤机组脱硝系统运行规律差异认识不够，造成SCR脱硝效率偏低。如图4所示，某燃气电厂脱硝系统运行效率很多时段低于50%。 內/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網-tan p a i fang . com
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此外，还缺乏对脱硝系统的精细化运行管理，例如：自动喷氨逻辑控制严重滞后的情况下，存在过喷情况，导致氨逃逸率偏高。 本*文`内/容/来/自:中-国-碳^排-放“交|易^网-tan pai fang . c o m
3.外部因素控制技术 本%文$内-容-来-自；中_国_碳|排 放_交-易^网^t an pa i fang . c om
除与燃气轮机燃烧室结构和余热锅炉SCR脱硝系统有关外，燃气机组排放状况还受外部因素的影响。目前可控的外部因素主要有：天然气成分、进气温湿度、天然气温度等[13]。但目前该领域相关技术还不够成熟，应用案例不多。 本`文@内-容-来-自；中^国_碳0排0放^交-易=网 ta n pa i fa ng . co m
国电科学技术研究院曾联合中科院工程热物理所开展低热值燃料掺烧来降低NOx排放的相关研究[14],通过在天然气中掺入不同比例的低热值醇基燃料，可在一定程度上降低NOx排放质量浓度，如表7所示。该研究成果还未在全压全温全尺寸燃烧室上验证，距产业化应用尚有一定距离。 本+文`内/容/来/自:中-国-碳-排-放-网-tan pai fang . com
通过调节进气温湿度也能在一定程度上降低NOx排放。表8为某电厂机组环境温湿度波动对NOx排放质量浓度的影响情况[15]。目前国外有使用喷雾冷却来降低NOx排放的案例，但国内未见类似应用。
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综上所述，上述3种技术方案均对降低NOx排放具有积极作用，但相对而言，余热锅炉SCR控制技术优化空间大，国内应用案例多，未来将是燃气电厂进一步降低NOx的有效手段。 本+文`内.容.来.自：中`国`碳`排*放*交*易^网 t a np ai fan g.com
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