火電機組SCR脫硝系統(tǒng)噴氨優(yōu)化改造

火電機組SCR脫硝系統(tǒng)噴氨優(yōu)化改造摘要:隨著國家對火電廠污染物排放的要求越來越嚴格，火電廠不斷通過改造來降低排放物中的NOx含量，這就對火電廠脫硝工藝提出了更高的要求。傳統(tǒng)的SCR脫硝技術采納的噴氨方法已經不能適應經過超低排放改造的火電機組的需要。文中通過對SCR傳統(tǒng)噴氨技術的改造，提高

SCR脫硝系統(tǒng)的噴氨勻稱性，以達到降低噴氨量的目的。關鍵詞：火電廠；減排；脫硝0引言隨著我國經濟的進展和對生存環(huán)境愛護的要求，國家對火電機組的污染物中NOx的排放要求越來越嚴格，火電廠主要實行SCR脫硝技術掌握NOx的排放量。采納SCR脫硝技術必需面臨的問題就是將氨氣勻稱的噴入反應器，而經過超低排放改造的火電機組，由于鍋爐煙氣流場的轉變，傳統(tǒng)的噴氨技術已經很難滿意其需要。超低排放改造后的鍋爐一般都存在氨氣逃逸率高、噴氨鋪張的問題，同時氨氣的逃逸也會造成鍋爐運行中空氣預熱器差壓上升，影響鍋爐的平安穩(wěn)定運行。因此提高噴氨勻稱性，降低氨氣逃逸，是我們所面臨的新問題。1鍋爐及脫硝系統(tǒng)概況某電廠600MW機組采納上海鍋爐股份有限公司生產的SG2093/17.5-M919鍋爐，亞臨界一次中間再熱強制循環(huán)汽包爐，采納單爐膛、倒U型布置、四角切圓燃燒、正壓直吹式制粉系統(tǒng)，搖擺式燃燒器調溫，平衡通風、全鋼架懸吊結構、半露天布置、固態(tài)排渣、燃用貧煤。脫硝裝置采納“高含塵布置方式”的選擇性催化還原法(SCR)脫硝裝置。還原劑(氨)用罐裝卡車運輸，以液體形態(tài)儲存于氨罐中;液態(tài)氨在注入SCR系統(tǒng)煙氣之前經由蒸發(fā)器蒸發(fā)氣化;氣化的氨和稀釋風機供應的稀釋空氣混合，通過噴氨格柵噴入SCR反應器上游的煙氣中;經過充分混合后，氨氣和煙氣中NOx在SCR反應器中催化劑的作用下發(fā)生反應，生成水和氮氣從而達到除去煙氣中NOx的效果。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009121755316320.png”alt=“1.png”width=“529”height=“323”/圖1火電廠脫硝系統(tǒng)流程圖表1脫硝系統(tǒng)設計參數<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009121755312322.png”alt=““width=“405”height=“365”/<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009121755317195.png”alt=““width=“402”height=“341”/<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009121755313424.png”alt=““width=“413”height=“463”/脫硝技術的化學反應原理如下:<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009121755310856.png”alt=“5.png”width=“286”height=“118”/2存在問題為了響應國家環(huán)境愛護的號召，機組于2016年9月進行了超低排放改造，改造后，機組的污染物排放按國家超低排放標準執(zhí)行，NOx排放由100mg/Nm3降低為50mg/Nm3。由于污染物掌握較低，造成噴氨量有所增加，但是對比相鄰單元機組發(fā)覺本機組噴氨較同樣經過超低排放改造的相鄰機組噴氨量增加較多。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009121755315092.png”alt=“6.png”width=“387”height=“294”/圖2脫硝反應器示意圖表2本機組與相鄰機組月均噴氨用量統(tǒng)計表<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009121755319246.png”alt=“7.png”width=“413”height=“192”/通過兩臺機組脫硝系統(tǒng)出入口NOx濃度的對比和噴氨用量的對比，懷疑造成噴氨用量大幅度增加的緣由為氨氣逃逸率高。為了進一步確認造成改造機組噴氨量較大的緣由，我們組織人員對改造機組脫硝系統(tǒng)出口截面各個區(qū)域的NOx濃度進行測量，通過下表中的測量數據，可以清晰的發(fā)覺脫硝系統(tǒng)出口截面各個區(qū)域NOx濃度偏差特別大，從而反推出脫硝系統(tǒng)某些區(qū)域氨氣逃逸率肯定很大。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009121755322736.png”alt=“8.png”width=“422”height=“113”/圖3脫硝系統(tǒng)出口截面各個區(qū)域劃分圖表3數據參數<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009121755320971.png”alt=“9.png”width=“405”height=“387”/3改造方案依據機組改造后存在的問題，可以確定機組噴氨量較大的主要緣由是氨氣逃逸率較大，而造成氨氣逃逸率較大的主要緣由則是噴氨不勻稱所致。為此確定對機組的噴氨系統(tǒng)進行改造，提高反應器的噴氨勻稱性。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009121755323928.png”alt=“10.png”width=“343”height=“345”/圖4脫硝系統(tǒng)煙氣流特點圖(1)依據圖4中機組煙氣流場的特點將機組脫硝系統(tǒng)出口劃分成六個區(qū)域。(2)依據鍋爐煙氣流的特點(如圖4中脫硝系統(tǒng)煙氣流特點圖所示)每組噴氨格柵所對應的區(qū)域不同，所劃分的六個區(qū)域設置對應的NOx測量探頭，同時在所對應的脫硝系統(tǒng)入口噴氨格柵組設置噴氨調整電動門。在線運行時，通過調整噴氨調整電動門的開度，掌握脫硝出口NOx的勻稱性。(3)加裝分區(qū)均衡掌握模塊以分調門1的掌握策略為例。首先判定當前是不是穩(wěn)態(tài)工況(負荷和總噴氨量不變化)，非穩(wěn)態(tài)工況分調門不動作;穩(wěn)態(tài)工況下各個調門進行加權平均后與經負荷得到的基準開度相乘進行PID計算，最終對得到的偏置與基準開度加權得到分調門1(調整規(guī)律如圖5所示)<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009121755320166.png”alt=“11.png”width=“621”height=“240”/圖5脫硝系統(tǒng)噴氨分區(qū)掌握規(guī)律圖4改造效果機組完成改造后，在保證機組環(huán)保參數部超標的前提下，再次根據之前的方法對機組脫硝系統(tǒng)出口截面各區(qū)域進行NOx濃度測量發(fā)覺NOx濃度的勻稱性大幅度的提高(見表4)，同時通過加裝的NH3逃逸率測點測量，機組的氨氣逃逸率始終處于較低水平。表4改造后脫硝系統(tǒng)出口截面各個區(qū)域NOx濃度測量值<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/2020091217