脱硝CEMS超低排放运行后常见问题及改进措施探讨

脱硝CEMS超低排放运行后常见问题及改进措施探讨

楼杰力

【摘要】传统的燃煤电厂历来被视为大气污染物的主要来源，是国家环保监管的重点。国内首套烟气超低排放装置在浙能嘉兴发电厂8号机组投入运行后，主要污染物排放指标基本都达到了天然气燃气机组的排放标准，特别是氮氧化合物的排放全时段控制在50mg/Nm3以下[1]。本文介绍了嘉兴电厂百万燃煤机组烟气超低排放环保示范项目实施后，热控专业针对系统中存在的问题对脱硝系统CEMS 测量、脱硝自动控制策略等方面进行了一些措施改进，并针对项目实施过程中遇到的问题进行了探讨。%The traditional coal-fired power plant has been regarded as the main source of air pollutants, and became the focal point of national environmental protection. As the ifrst ultra-low lfue gas emission devices put into operation in the 8th generator unit in Jiaxing power plant of Zhejiang provincial energy group company, the main pollutant emission indicator has up to the standard of natural gas generator units, especially the NOx emission has been controlled below 50 mg/Nm3 all time[1]. The thermal-control team has reformed the existing problems in the CEMS measurement of DeNOx system, the DeNOx automatic control tactics and so on, since the ultra-low emission environmental demonstration project implemented in 1000MW coal-ifred units in Jiaxing power plant. This paper discusses this improvement measures and problems in the progress of project operation.

【期刊名称】《仪器仪表用户》

【年(卷),期】2015(000)003

【总页数】4页(P90-92,55)

【关键词】烟气超低排放;脱硝CEMS;氨逃逸率;脱硝自动控制

【作者】楼杰力

【作者单位】浙江兴源投资有限公司，杭州 310006

【正文语种】中文

【中图分类】TP273

0 引言

环境保护日益成为社会关注的焦点，作为烟气污染物排放的大户，火电企业也承受着来自社会的压力，作为践行社会责任的国有企业，为将污染物NOX排放控制在国家规定的范围内,嘉兴电厂自2011年起至2013年底完成了所有机组的脱硝改造。嘉兴三期超低排放采用低氮燃烧器＋SCR技术进行脱硝，烟气在经过管式GGH降温段后进入低低温静电除尘器，之后进入双托盘吸收塔＋吸收塔新型增效装置脱除氮氧化物、烟尘和二氧化硫，然后烟气进入湿式电除尘器，最后经过管式GGH升温段后由烟囱排入大气。

脱硝系统超低排放的主要改造内容为：

1）低氮燃烧器燃烧调整

在不同负荷下通过调整锅炉二次风量、一次风量、周界风风门开度、燃尽风风门开度及组合方式、二次风配风方式、煤粉细度等参数，密切观察SCR入口烟温及NOx含量，尽量降低SCR入口处NOx含量。本调整试验要求在50%THA以上

负荷保证SCR入口NOx浓度不大于250mg/Nm3（干基，6%O2，下同）；在35%BMCR～50%THA负荷下SCR入口NOx浓度尽可能低。同时要求在各负荷下的燃烧调整对锅炉效率不会有较大影响[2]。

2）SCR脱硝装置改造

经低氮燃烧系统调整后，锅炉出口NOx浓度可控制在250mg/Nm3左右，考虑一定的裕量，SCR脱硝装置按入口NOx浓度300mg/Nm3设计，设计脱硝效率为85%。SCR出口NOx浓度为45mg/Nm3。改造后保留了原有两层催化剂，在第三层预留层上加装新的催化剂，并在第三层催化剂上部增设声波吹灰器。

图1 SCR出口NOx与烟囱排烟NOx比较Fig.1 SCR outlet NOx compared with NOx exhaust chimney

图2 调整后SCR出口NOX与烟囱排烟NOX对照Fig.2 After the adjustment of export SCR NOX and stack NOX control

脱硝系统的热控设备主要是脱硝烟气排放连续监测系统,简称脱硝CEMS。在本公司脱硝系统中的主要作用是实时采集锅炉烟气中NOX含量，为自动控制系统计算脱硝还原剂NH3的供给量提供参数。

1 脱硝系统CEMS存在的问题

烟气超低排放改造后脱硝系统烟气具有温度高、含尘量大、腐蚀性强、流场分布不均、喷氨格栅调整不到位等问题，直接导致CEMS测量准确性和可靠性不高[3]。具体存在以下问题：

1）NOX、O2由于流场分布不均导致测量代表性不够，进而导致脱硝效率虚高或虚低，喷氨量过大或过小，SCR出口与烟囱排放口NOX偏差大。

2）脱硝效率波动大、脱硝控制品质差。

3）脱硝CEMS系统预处理部分可靠性不高。

2 改进措施

2.1 SCR出口与烟囱排烟NOX偏差大原因及改进措施

超低排放改造脱硝系统运行后，发现SCR出口NOx平均值与烟囱排烟NOx偏差较大，如图1所示。

原设计SCR进出口脱硝采样探头安装在相应烟道中部，取样代表性较差，为了掌握SCR反应器进出口NOx浓度分布情况，通过网格法进行试验，从试验结果分析认为：SCR反应器入口NOX浓度分布比较均匀，偏差较小。SCR反应器出口NOX浓度分布均匀性较差，出口NOX浓度延宽度和深度方向有较大变化，且局部存在NOX浓度较低的点。出口浓度分布均匀性差，除了烟气流场不稳定外，喷氨的不均匀性是主要原因。

图3 SCR原控制策略逻辑框图Fig.3 The original control strategy of the SCR logic diagram

图4 测量回路中引入惯性环节Fig.4 Introduction of inertial link in measuring circuit

目前，通过采用插入式的旁路取样管方式实现多点取样。从SCR出口烟道分别引出两路旁路取样管至空预器出口烟道，利用烟道之间的差压实现旁路管道的烟气流动，将烟气分析系统的取样探头测点布置在烟道外部的旁路取样管上。旁路管插入烟道部分，贯穿整个烟道截面，在管道上每隔一段距离开取样孔，在烟道壁处汇成一路，以求在一定程度上保证烟气的混合均匀，提高代表性。改造后效果有了明显好转，如图2所示。

2.2 脱硝效率波动大、脱硝控制品质差原因分析及改进措施

原DCS系统控制回路用固定摩尔比和PID控制相结合的控制方式，逻辑框图如图3所示。

因为CEMS仪表为抽取式采样，采样过程有纯延迟环节，延迟的时间取决于CEMS仪表的安装位置和抽取速度，而入口与出口延迟时间很可能不同，也就是