600MW機(jī)組脫硝CEMS環(huán)保系統(tǒng)的優(yōu)化

呂巍 劉洋

（1、沈陽洛卡環(huán)保工程有限公司，遼寧 沈陽 110013）

（2、北京中科潤和工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100041）

CEMS環(huán)保系統(tǒng)是連續(xù)監(jiān)測(cè)大氣污染源排放情況，并將獲得的信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞到相關(guān)管理部門的裝置。針對(duì)CEMS環(huán)保系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用中，存在的倒掛現(xiàn)象，文章以某電廠總裝機(jī)4×600MW運(yùn)行過程為例，分析了其問題的發(fā)生原因。與此同時(shí)，提出了脫硝CEMS環(huán)保系統(tǒng)的優(yōu)化方法。

1 CEMS環(huán)保系統(tǒng)的存在問題原因

某電廠總裝機(jī)的容量為4×600MW，在脫硫出口NOX時(shí)，其含量要高于脫硝出口NOX含量。這就會(huì)導(dǎo)致CEMS環(huán)保系統(tǒng)在具體運(yùn)行的過程中，出現(xiàn)NOX倒掛的現(xiàn)象。通過NOX平均值的計(jì)算在自檢修前，脫硝出口NOX平均值是小于脫硫出口NOX平均值含量的。而在進(jìn)行自檢修的期間，脫硝需要加一層催化劑這就使得脫硫出口含量要大于脫硝的出口含量。事實(shí)證明，此過程中CEMS環(huán)保系統(tǒng)的倒掛現(xiàn)象明顯。

600MW機(jī)組在運(yùn)行過程中每個(gè)側(cè)孔的NOX含量都不盡相同，其中中間測(cè)孔的NOX含量較低，兩側(cè)的測(cè)孔NOX含量較高。這一現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是，每個(gè)側(cè)孔所對(duì)應(yīng)的噴氨手動(dòng)門開度與煙氣流場(chǎng)的運(yùn)行存在問題。當(dāng)側(cè)出口的CEMS取樣探頭接近中間的測(cè)孔時(shí)，其CEMS值就低。如果CEMS值較低，通過氨氮平衡計(jì)算就可以得出，系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中理論上所需的NH3含量要明顯大于實(shí)際的噴氨量。這就使得氨氮平衡的計(jì)算誤差范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了允許的誤差值[1]。

2 脫硝CEMS環(huán)保系統(tǒng)的優(yōu)化方法

倒掛現(xiàn)象的出現(xiàn)，是由于600MW機(jī)組在進(jìn)行的自檢的過程中加入一層催化劑的緣故，這就使得噴氨的濃度和風(fēng)道流場(chǎng)發(fā)生了一定變化。此種狀態(tài)下，CEMS環(huán)保系統(tǒng)的脫硝出口NOX含量不能代表當(dāng)前總裝機(jī)的運(yùn)行狀況。針對(duì)這一問題，首先，要明確這一電廠的實(shí)際運(yùn)營情況，然后再采取相應(yīng)的方案措施對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化控制。這是減少NOX倒掛現(xiàn)象發(fā)生以及物料不平衡問題的優(yōu)化方法。

2.1 優(yōu)化氣態(tài)噴氨流量

優(yōu)化氣態(tài)噴氨流量是指，升級(jí)氣態(tài)噴氨流量調(diào)節(jié)閥的自動(dòng)控制功能。具體來說，就是將原來的被控對(duì)象脫硝效率單回路升級(jí)為，能夠根據(jù)氨氮平衡來調(diào)節(jié)噴氨流量的串級(jí)回路控制。升級(jí)后的氣態(tài)噴氨流量可以有效的縮小與實(shí)際的噴氨量差值。對(duì)氣態(tài)噴氨流量調(diào)節(jié)閥自動(dòng)邏輯中的PV值選用脫硫出口的NOX值，根據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)的結(jié)果對(duì)氨氮平衡進(jìn)行調(diào)整和分析[2]。

2.2 優(yōu)化SCR裝置

對(duì)600MW機(jī)組的SCR裝置進(jìn)行優(yōu)化，可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器SCR入口噴氨的均勻性。此外，還可以對(duì)其實(shí)用性能進(jìn)行試驗(yàn)，具體來說就是對(duì)側(cè)噴氨手動(dòng)門組重新定位。調(diào)整完噴氨的濃度場(chǎng)后，就可以使各個(gè)測(cè)點(diǎn)的NOX濃度矩陣計(jì)算誤差減小。其具體的調(diào)整過程為，對(duì)于摸底測(cè)試和預(yù)備測(cè)試。首先，要將實(shí)測(cè)反應(yīng)器SCR各個(gè)進(jìn)出口的NOX濃度，分別與在線NO/O2分析儀表的DCS顯示值進(jìn)行比較，這是為設(shè)定脫硝效率試驗(yàn)所做的準(zhǔn)備工作。其次，在SCR裝置處于滿負(fù)荷狀態(tài)下調(diào)節(jié)噴氨流量，這樣就可以使脫硝的效率達(dá)到70%。而后，再測(cè)量反應(yīng)器SCR進(jìn)出口的NOX濃度分布和氨逃逸濃度分布。最后，就可以初步評(píng)估氨噴射分配狀況和脫硝裝置的效率。

對(duì)于噴氨的優(yōu)化過程。同樣，也需要在600MW機(jī)組處于滿符合的作用下根據(jù)反應(yīng)器出口的NOX濃度分布情況,對(duì)SCR系統(tǒng)的AIG氨噴射系統(tǒng)各支管的氨噴射量進(jìn)行優(yōu)化平衡調(diào)整。這是降低反應(yīng)器出口的局部過大氨逃逸濃度,從而提高脫硝裝置的整體脫硝效率有效措施。滿負(fù)荷下的調(diào)整約需4-5個(gè)工況,在滿負(fù)荷下調(diào)平后,還需在中負(fù)荷下進(jìn)行驗(yàn)證微調(diào)。AIG調(diào)平后，反應(yīng)器出口的NOX分布相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差CV值通常小于15%[3]。

對(duì)于最大脫硝效率，是在機(jī)組高、中、低三個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的情況下，調(diào)整氣氨的噴射量。這一過程中，氨逃逸濃度和測(cè)試脫硝效率就會(huì)獲得各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的最大脫硝效率。至此，氨逃逸濃度和測(cè)試脫硝效率就可以為600MW機(jī)組的運(yùn)行過程，提供合理控制氨噴射量的指導(dǎo)。其中，三個(gè)負(fù)荷點(diǎn)需要6-8個(gè)試驗(yàn)工況，而且每個(gè)工況每臺(tái)反應(yīng)器出口化學(xué)吸收法采集六個(gè)氨逃逸樣品。

2.3 優(yōu)化氣態(tài)氨氣測(cè)量裝置

將現(xiàn)有氣態(tài)氨氣的測(cè)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，具體來說就是將氣態(tài)的氨氣質(zhì)量流量計(jì)優(yōu)化為平衡流量計(jì)。平衡流量計(jì)又名體積流量計(jì)，其可以在增加流量計(jì)前直管段的同時(shí)，還能夠滿足機(jī)組對(duì)流量測(cè)量的需求。

3 結(jié)語

綜上所述，脫硝CEMS的優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)利用自動(dòng)調(diào)節(jié)的結(jié)果對(duì)氨氮平衡進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)整和分析。其中對(duì)于SCR裝置的優(yōu)化，是通過初步評(píng)估氨噴射分配狀況和脫硝裝置效率的的方法，來對(duì)獲得最大脫硝效率的控制。隨著我國市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，CEMS環(huán)保系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)的大氣污染源排放情況是保證其穩(wěn)定發(fā)展的重要組成部分。對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化是提高CEMS環(huán)保系統(tǒng)測(cè)量準(zhǔn)確性的有效控制措施。

[1]王奇?zhèn)?600MW機(jī)組脫硝CEMS環(huán)保系統(tǒng)的優(yōu)化及實(shí)踐[J].安徽電力,2013,04∶15-18.

[2]劉愛民,徐光寶,楊亞熙.600MW機(jī)組脫硝控制系統(tǒng)優(yōu)化淺析[J].華北電力技術(shù),2013,02∶32-35.

[3]李仁剛,邵建設(shè),陳凱,孫娟,孫家勇,龔振華,胡浩毅.選擇性非催化還原煙氣脫硝工藝在利港電廠4×600MW機(jī)組上的應(yīng)用[J].電力科技與環(huán)保,2011,01∶38-41.