分析脱硝系统安全经济运转

论文导读：并及时进行修复和清理；对吹灰器程控运转方式进行优化，将原来的每300秒吹5秒修改为每140秒吹10秒，将吹灰压力由原来的0.4MPa调整为0.6MPa。解决氨气流量波动理由。首先对氨气蒸发槽蒸汽调门和氨气调门进行解体检查和更换，确保调门线性正常，再对自动调节装置进行调整，由原来的根据蒸发槽出口压力调节改为根据SCR区喷氨调门
大唐宝鸡热电厂1、2号炉脱硝系统自投运至今，连续长期运转中暴露出脱硝运转管理经验不足的理由，如氨液消耗量大，烟气出入口NOX含量制约较差，系统设置不合理导致运转监视困难等。为此，根据脱硝实际运转情况，综合考虑脱硝运转的安全性，提出提高脱硝系统的安全经济运转的措施，实施后，大幅度提高了脱硝系统运转的安全性和经济性，液氨消耗量减小2

3.1%，从而提高了机组运转的经济性。

烟气脱硝 （Denitration）是指把燃烧烟气中生成的NOX还原为N2，从而脱除烟气中的NOX。
随着现代工业生产的发展和生活水平的提高，防止大气污染已成为世界范围内的难题。在以煤和油为燃料的锅炉上增加消除NOX设备的技术措施，日本早已实施并定出了严格的NOX排放标准。我国要求新建火电厂必须同步建设脱硝设施，已投产的电厂要求通过技术改造安装脱硝装置，并同步出台了脱硝电价补贴政策和有史以来最严格的新版《火电厂大气污染物排放标准》，对火电厂执行新的烟尘、二氧化硫、氮氧化合物排放标准提出更高的要求。

一、系统简介

大唐宝鸡热电厂（2×330MW）机组采用上海锅炉有限公司生产的1065t/h亚临界自然循环锅炉、单炉膛、一次中间再热、燃烧器摆动调温、平衡通风、四角切向燃烧。在投产初期，国家尚没有强制要求时，就同步建设了脱硝装置，采用选择性催化还原法（Selective Cataletic Reduction，简称：SCR）全烟气脱硝，布置在锅炉省煤器出口与空预器入口之间，为高粉尘布置，采用液氨作为还原剂，两台炉公用一套氨气供应系统。脱硝催化剂设计为两层，预留一层；烟气在省煤器出口被平均分成两路，并行进入一个垂直布置的SCR反应器里，即每台锅炉配有两个反应器。在反应器里烟气向过均流器、催化剂层，随后进入回转式空气预热器、静电除尘器、引风机和FGD，最后通过烟囱排入大气。为防止催化剂积灰，每层催化剂设置3台声波吹灰器。

二、脱硝系统运转状况

由于脱硝系统安装在省煤器和空预器之间属于高尘布置，烟气中灰尘含量大，加之进行配煤掺烧，煤质较设计煤种偏差较大，烟尘量进一步增加，造成脱硝出口NOX表计频繁堵塞，导致指示不准确，经常出现出口NOx含量高于入口的情况，影响脱硝效率的计算，要维持规定的脱硝效率，必定导致氨气消耗量大幅上升。
烟气含尘量多，激光镜片上积灰严重，导致氨逃逸率表计的透光率大幅下降，氨逃逸率表计指示不准频繁跳变，严重影响脱硝系统的正常运转，且无法正常反映催化剂的反应情况。
脱硝系统催化剂积灰严重，脱硝阻力增加，最严重时阻力达800Pa，超过正常值200Pa。
在负荷低于200MW以下时，脱硝入口烟气温度低于300℃，由于脱硝系统逻辑设计不合理，脱硝无法自动停运，因此在监视不到位的情况下，脱硝依然运转。此时，由于烟温低，催化剂活性低导致与氨气反应的效果差，氨气逃逸率高，硫酸氢氨形成量增加，硫酸氢氨沉积在催化剂表面，在空气预热器换热管上冷凝析出晶体物质，与烟尘粘结一起沉积，降低了催化剂的活性并影响催化剂寿命，增大了空预器的换热阻力并增加了堵塞、腐蚀的风险。
在调整喷氨流量时氨气流量波动大极易造成喷氨流量快速增加，使得空氨比快速升高，导致脱硝跳闸，严重影响脱硝系统的正常运转并降低脱硝的投运率和安全性。
在运转中为制约脱硝效率，使得脱硝出口NOx含量远远低于国家标准，使得氨气消耗量大，增加了脱硝运转的费用，降低运转经济性。

三、理由分析

针对暴露出的理由，组织相关专业人员，进行了详细的分析，具体理由如下：
脱硝系统表计指示不准确，是由于烟尘大导致采样管路堵塞造成；脱硝系统阻力大，主要是由于烟气含尘量增加后，声波吹灰器吹灰时间设置不合理造成（原设置时间为每300秒吹5秒）；系统逻辑设置不合理，该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http：//总第522期2013年第39期-----转载须注名来源人为制约因素多，技术防控手段欠缺；氨气流量波动是由于供氨压力不稳定加之调门特性差造成；氨液消耗量大，主要理由为原采用的恒效率制约方式不合理，脱硝出口NOX含量低于国家标准和脱硝入口NOX含量较高造成的（设计脱硝入口NOX含量为450mg/Nm3，实际运转值为550～650 mg/Nm3）。

四、实施策略

解决脱硝CMS表计频繁故障。首先针对实际运转中烟尘含量大易造成表管堵塞的理由，将原设计的每四小时反吹一次，修改为每两小时反吹一次，将反吹压力由原来的0.2MPa修脱硝系统安全经济运转由专注毕业论文与职称论文的www.7ctime.com提供,转载请保留.改为0.4MPa。再将表计的定期标定时间由原来的两周一次改为一周一次，并加大对表计的定期维护工作，对氨逃逸率每天进行清理，以保证其透光率和表计的正常指示。
优化吹灰解决烟尘量大导致催化效率下降及阻力大的理由。认真执行检修工作，要求对脱硝催化剂做到逢停必检，重点是检查催化剂积灰情况、声波吹灰器膜片及喷嘴堵塞磨损情况，并及时进行修复和清理；对吹灰器程控运转方式进行优化，将原来的每300秒吹5秒修改为每140秒吹10秒，将吹灰压力由原来的0.4MPa调整为0.6MPa。
解决氨气流量波动理由。首先对氨气蒸发槽蒸汽调门和氨气调门进行解体检查和更换，确保调门线性正常，再对自动调节装置进行调整，由原来的根据蒸发槽出口压力调节改为根据SCR区喷氨调门前压力调整，从而保证了喷氨压力的稳定。
对脱硝制约系统进行优化。在原制约画面中增加脱硝出入口烟气NOx含量指示（等于A侧加B侧除以2），增加脱硝压差显示（等于出口烟气压力减去入口烟气压力），增加氨气消耗量累计值，以便于运转进行监视和调整；为防止由于空氨比大造成脱硝跳闸，增加在空氨比大于7%时联启备用稀释风机；稀释风量低于1500Nm3/h时联启备用稀释风机，在空氨比大于7%时禁止开启喷氨调门；为防止由于稀释风量中断造成氨气大量聚集引发火灾，增加任一侧稀释风量低于550Nm3/h时，联关该侧喷氨快关阀和调门；为论文导读：监护级别，防止不安全事件的发生。四、实施效果采取以上各措施后，脱硝入口NOx烟气含量由原来的600mg/Nm3下降至500mg/Nm3，脱硝的氨液消耗量（两台机运转）由原来的每月130吨左右降至现在的每月100吨左右，减小23.1%，大幅提高机组运转的经济性；脱硝催化剂阻力由原来的800Pa降至500Pa左右，脱硝投运率增加1%左右；空预器烟气
防止脱硝在低温下运转，增加脱硝入口烟气温度低于300℃联关同侧喷氨调门和喷氨快关阀；为防止氨气逃逸率高，增加氨气逃逸率大于pm，联关同侧喷氨调门和喷氨快关阀；氨逃逸率大于

2.5ppm，禁开喷氨调门并预关10%。

优化燃烧调整降低入口烟气NOx。针对烟气NOx的产生原理和我厂锅炉燃烧器实际运转情况[1][2]，在保证锅炉不结焦和锅炉效率的前提下，采取以下措施降低入口烟气NOx含量；空气预热热器入口过剩空气量由原来的1.25降至1.15，即氧量由原来的4.2%降至3%左右，经过调整后在煤量不变的情况下烟气入口NOX含量下降100mg/Nm3左右；对二次风配风调整方式进行调整，将原来的从下至上开启SOFA改为从上至下开，运转中保持第三层SOFA风最少开启50%以上，通过调整以后在氧量及煤量不变的情况下，入口NOX含量下降80mg/Nm3左右；优化磨煤机运转方式，正常运转中尽量减少上层磨的运转，最上层磨停运后入口NOX含量可下降100mg/Nm3左右。
优化制约方式及调门最佳开度。将原来的恒效率制约方式改为恒量制约方式，即制约烟囱入口NOx在国家标准之内，并定期对脱硝出口和烟囱入口进行对比，偏差大于50mg/Nm3时即进行标定；每季度定期在稳定锅炉负荷和喷氨量的前提下，对喷氨格栅调门进行调整，根据氨逃逸率及出口NOx变化，确定每组调门合理的开度从而提高脱硝效率。
强化运转管理。将脱硝出入口烟气NOx含量及氨气消耗量纳入小指标竞赛，并进行奖惩；运转主管及时对脱硝系统各数据进行分析和对比，及时提出针对性的运转调整方案；每天运转人员定期对脱硝系统漏氨情况进行检查，发现理由及时处理，以减少不必要的氨气消耗；对于脱硝系统的检修工作提高监护级别，防止不安全事件的发生。

四、实施效果

采取以上各措施后，脱硝入口NOx烟气含量由原来的600mg/Nm3下降至500mg/Nm3，脱硝的氨液消耗量（两台机运转）由原来的每月130吨左右降至现在的每月100吨左右，减小23.1%，大幅提高机组运转的经济性；脱硝催化剂阻力由原来的800Pa降至500Pa左右，脱硝投运率增加1%左右；空预器烟气侧阻力稳定在1100Pa左右。
通过我们不断的摸索、研究，根据现场实际情况对脱硝系统进行运转优化，从而保证了脱硝系统在现有状态下安全运转并减少了液氨消耗量，通过提高脱硝系统运转的安全性、经济性从而提高了机组运转的安全性和经济性。
（作者单位：大唐宝鸡热电厂）