基于多點(diǎn)取樣的火電廠脫硝CEMS改造

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，環(huán)保受到了政府和民眾的高度重視?；鹆Πl(fā)電廠作為污染物排放大戶，得到了相關(guān)部門的嚴(yán)格監(jiān)管。脫硝作為火電廠環(huán)境保護(hù)的重要環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確測(cè)量脫硝CEMS系統(tǒng)出口氮氧化物濃度，保證凈出口氮氧化物排放達(dá)標(biāo)和脫硝效率的經(jīng)濟(jì)性是十分重要的。簡(jiǎn)要介紹了河北大唐國(guó)際張家口熱電有限責(zé)任公司脫硝出口CEMS氮氧化物測(cè)量裝置以多點(diǎn)取樣為基礎(chǔ)的改造方法，以及其達(dá)到的效果，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)單位工作的順利進(jìn)行提供一些借鑒，從而推動(dòng)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：環(huán)保；多點(diǎn)取樣；脫硝CEMS；火力發(fā)電廠

中圖分類號(hào)：X773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.05.149

我廠煙氣脫硝裝置布置在鍋爐省煤器與空預(yù)器之間，分為A，B兩側(cè)。在工作過程中，主要采用SCR法（選擇性催化還原法）脫硝工藝，脫硝還原劑為液氨加熱蒸發(fā)稀釋后的物質(zhì)，它通過單側(cè)5個(gè)噴氨門噴入煙道，在催化劑的作用下脫除氮氧化物。脫硝CEMS出入口氮氧化物測(cè)量?jī)x為美國(guó)熱電品牌42i系列儀器，測(cè)量原理為稀釋法，單側(cè)出入口取樣均為單探頭取樣，插入深度60 cm（煙道橫截面深度約為4 m）。在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行的過程中，經(jīng)常出現(xiàn)脫硫出口與脫硝出口氮氧化物偏差大的情況。而且在某段運(yùn)行期間，空預(yù)器差壓逐漸增大，在檢修期間發(fā)現(xiàn)空預(yù)器堵塞嚴(yán)重。正常情況下，脫硫出口距離脫硝煙道長(zhǎng)，混合均勻，更具備代表性。種種跡象表明，脫硝出口測(cè)量不具代表性，不利于環(huán)保調(diào)整，而且致空預(yù)器結(jié)晶堵塞，影響脫硝的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

1 裝置中存在的問題分析

目前，脫硝CEMS系統(tǒng)測(cè)量布置如圖1所示。

為了確定脫硝出口氮氧化物的最佳測(cè)量點(diǎn)，筆者進(jìn)行了拉網(wǎng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)，便攜測(cè)量設(shè)備為德國(guó)得圖品牌。這樣做旨在驗(yàn)證現(xiàn)取樣口是否科學(xué)，并為日后改造工作的進(jìn)行提供依據(jù)。筆者選取了一組具有代表性的數(shù)據(jù)，如表1所示。A側(cè)、B側(cè)5個(gè)噴氨門的開度均為90%，這是在機(jī)組滿負(fù)荷（300 MW）工況下得出的，測(cè)量時(shí)間為2016-03-20，2016-03-21.

從表1中可以看出，在同一時(shí)間，同側(cè)同深度不同的取樣孔之間差別很大，最大差別3倍。同一時(shí)間同側(cè)同取樣孔不同深度差別也很大，最大差別接近2倍。從數(shù)據(jù)中可以看出，脫硝出口氮氧化物分布不均的情況是客觀存在的，要想從中得到一個(gè)特別具有代表性的取樣孔進(jìn)行測(cè)量是有一定難度的，而且在其他工況下有可能出現(xiàn)更復(fù)雜的分布變化。脫硫出口煙氣混合均勻，測(cè)量值能客觀反映出氮氧化物的濃度。查詢測(cè)量時(shí)段的曲線可知，脫硫出口氮氧化物在3.5×10-5左右，相對(duì)穩(wěn)定，可以作為參考。目前，我廠A，B兩側(cè)均使用#3取樣孔，存在一定誤差，不利于環(huán)保和運(yùn)行調(diào)整。

2 裝置改進(jìn)策略

2.1 多點(diǎn)取樣的改進(jìn)

將原來單側(cè)單點(diǎn)取樣改為單側(cè)多點(diǎn)取樣，在多次試驗(yàn)和討論的基礎(chǔ)上，A，B兩側(cè)分別在原來單點(diǎn)#3取樣孔的基礎(chǔ)上增加了#2、#4取樣孔，變?yōu)閱蝹?cè)三點(diǎn)取樣，相當(dāng)于單臺(tái)機(jī)組脫硝出口共6個(gè)取樣點(diǎn)。改造前，單側(cè)取樣探頭直接連接取樣探桿，

煙氣在探頭內(nèi)部文丘里泵的作用下被稀釋100倍后，經(jīng)過音響小孔穩(wěn)流后通過管線進(jìn)入儀器進(jìn)行測(cè)量。改造后，雙側(cè)分別各增加了2根取樣探桿、3個(gè)采樣泵和混合罐，采樣泵依舊采用的是常見的文丘里泵，將一路就地壓縮空氣作為動(dòng)力。單側(cè)#2、#3、#4取樣探桿分別配備1個(gè)采樣泵，煙氣在采樣泵的作用下由取樣管線分別從3個(gè)方向進(jìn)入混合罐，并加熱混合后進(jìn)入取樣探頭，最終進(jìn)入儀器進(jìn)行測(cè)量。

2.2 取樣探桿的改進(jìn)

針對(duì)原來的探桿長(zhǎng)度不具有代表性的問題，改變?cè)忍綏U60 cm的插入深度。在分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)后，探桿全部使用長(zhǎng)度為120 cm的，并增加了電磁閥反吹裝置，每隔1 h進(jìn)行1次3 min的反吹，反吹過程氮氧化物測(cè)量值保持不變。此外，為了解決探頭積水使得氮氧化物測(cè)量值偏低的問題，特增加了探頭加熱，使探頭溫度保持在140 ℃左右。

3 裝置改造結(jié)果分析

為了保證分析結(jié)果的客觀性，筆者選取脫硫出口氮氧化物曲線與脫硝出口氮氧化物曲線進(jìn)行比較。通過sis系統(tǒng)截取曲線進(jìn)行比較。

對(duì)比改造前后的曲線可以明顯看出，改造前，脫硝出口兩側(cè)氮氧化物測(cè)量值與脫硫偏差大、不對(duì)應(yīng)；改造后，脫硝A，B兩側(cè)出口平均值與脫硫出口曲線基本一致。由于脫硝出口至脫硫出口煙道長(zhǎng)，其中還包括空預(yù)器、電除塵和引風(fēng)機(jī)等設(shè)備，所以，漏風(fēng)和脫硫環(huán)節(jié)是客觀存在的。脫硫出口與脫硝出口存在微小的偏差是完全符合邏輯關(guān)系的，可以說，這是一次成功的改造，脫硝出口CEMS采集到的樣氣合格，測(cè)量數(shù)據(jù)更加客觀、準(zhǔn)確。裝置改造后，在保證環(huán)保達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)，有利于運(yùn)行人員的噴氨調(diào)節(jié)，提高了設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

脫硝CEMS出口煙氣取樣裝置的改造成功，主要源于以下3點(diǎn)：①單側(cè)單點(diǎn)取樣改為多點(diǎn)取樣，避免了煙氣分布不均對(duì)測(cè)量的影響。②增加混合罐裝置，使煙道不同位置的煙氣充分混合，保證進(jìn)入儀器的樣氣是合格的。③將探桿長(zhǎng)度由60 cm增加到120 cm，避免采集的樣氣過分靠近煙道，所采樣氣相對(duì)穩(wěn)定。

隨著環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高，火力發(fā)電廠的壓力越來越大，對(duì)環(huán)保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也提出了更高的要求。這就要求電廠執(zhí)行環(huán)保CEMS檢修、維護(hù)的工作人員必須不斷進(jìn)行科技創(chuàng)新，保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。本文所述內(nèi)容是筆者參與設(shè)備改造的經(jīng)驗(yàn)，分享出來，希望有助于相關(guān)事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]陳朝榮，梁峰，金馮梁.1 000 MW超臨界塔式爐脫硝出口煙氣取樣改進(jìn)[J].電站系統(tǒng)工程，2015，31（5）：35-36.

[2]朱逢民.火電廠脫硝CEMS采樣裝置的優(yōu)化[J].低碳世界，2016（26）：21-22.

[3]李婷彥.多點(diǎn)網(wǎng)格取樣在火電廠脫硝煙氣監(jiān)測(cè)中的研究與應(yīng)用[J].儀器儀表用戶，2016，23（12）：83-86.

作者簡(jiǎn)介：井廣洲（1990—），男，湖北宜昌人，助理工程師，大學(xué)本科，主要從事熱工環(huán)保檢修維護(hù)工作。

〔編輯：白潔〕