脫硝SCR噴氨優(yōu)化常態(tài)化管理

摘 要：華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司超低排放改造后，脫硝系統(tǒng)兩側(cè)煙氣流場不均，局部區(qū)域存在少噴、漏噴現(xiàn)象，嚴(yán)重影響脫硝SCR噴氨均勻性。新鄉(xiāng)公司采用脫硝SCR噴氨優(yōu)化常態(tài)化管理，可以定期、實(shí)時(shí)、高效對脫硝系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，減小氨氣逃逸率，減少硫酸氫銨生成量，解決長周期運(yùn)行造成空預(yù)器堵塞問題，提高機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：脫硝；噴氨優(yōu)化；常態(tài)化；管理

1 技術(shù)概要

華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司（以下簡稱新鄉(xiāng)公司）超低排放改造后，兩臺(tái)機(jī)組脫硝出口氮氧化物控制≤50mg/m3。正常運(yùn)行期間脫硝SCR噴氨均勻性較差，為了控制脫硝出口氮氧化物濃度，局部時(shí)段長期低于35mg/m3，造成過量噴氨，脫硝系統(tǒng)兩側(cè)煙氣流場不均，局部區(qū)域存在少噴、漏噴現(xiàn)象，嚴(yán)重影響脫硝SCR噴氨均勻性，氨氣逃逸率大，硫酸氫銨生成量增加，長周期運(yùn)行造成空預(yù)器蓄熱元件堵塞嚴(yán)重，嚴(yán)重影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

新鄉(xiāng)公司采用脫硝SCR噴氨優(yōu)化常態(tài)化管理，可以定期、實(shí)時(shí)、高效對脫硝系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，減小氨氣逃逸率，減少硫酸氫銨生成量，解決長周期運(yùn)行造成空預(yù)器堵塞問題，提高機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行效率。

2 技術(shù)原理和內(nèi)容

2.1 技術(shù)原理

1）開展噴氨優(yōu)化試驗(yàn)，定期開展噴氨優(yōu)化試驗(yàn)確定脫硝系統(tǒng)氮氧化物數(shù)值，通過調(diào)整就地噴氨調(diào)門調(diào)整脫硝系統(tǒng)兩側(cè)噴氨均勻，實(shí)現(xiàn)脫硝SCR噴氨準(zhǔn)確性、均勻性，減少過噴、少噴、漏噴現(xiàn)象。

2）根據(jù)噴氨優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果，組織開展噴氨優(yōu)化調(diào)整，主要針對脫硝系統(tǒng)SCR噴氨調(diào)整跟蹤測量，調(diào)整噴氨量大小進(jìn)行噴氨優(yōu)化校正，保證脫硝SCR出口NOx均布，降低氨氣逃逸率，減少硫酸氫銨生成量。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)、工藝流程

新鄉(xiāng)公司1、2號脫硝系統(tǒng)均采用選擇性催化還原法（SCR）。以液氨為還原劑，脫硝入口設(shè)計(jì)NOx濃度為650mg/Nm3，出口NOx按國家排放標(biāo)準(zhǔn)低于50mg/Nm3。

新鄉(xiāng)公司組織專業(yè)人員，自主進(jìn)行脫硝噴氨優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)，提高氨氣利用率。脫硝SCR反應(yīng)器噴氨系統(tǒng)分為A、B兩路母管，母管連接引出44根噴氨支管。液氨通過氨/空氣混合器稀釋后，經(jīng)過噴氨母管、噴氨支管后，進(jìn)入脫硝反應(yīng)器。

新鄉(xiāng)公司某次自主噴氨優(yōu)化調(diào)整時(shí)，#2機(jī)組A側(cè)脫硝SCR系統(tǒng)調(diào)整前、后試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比如下：

從以上數(shù)據(jù)對比可以看出，通過自主優(yōu)化實(shí)驗(yàn)調(diào)整后，就地測量A、B側(cè)氮氧化物濃度基本穩(wěn)定在42 mg/Nm3 左右，脫硝反應(yīng)器出口氮氧化物濃度基本調(diào)整均勻，氨逃逸率明顯降低。

2.3 主要技術(shù)參數(shù)對比

1）通過自主優(yōu)化實(shí)驗(yàn)調(diào)整后，提高了脫硝SCR噴氨準(zhǔn)確性、均勻性，減少過噴、少噴、漏噴現(xiàn)象，氨逃逸率明顯降低。

2）節(jié)省了試驗(yàn)費(fèi)用，單次噴氨優(yōu)化試驗(yàn)費(fèi)用在30萬元左右，噴氨優(yōu)化試驗(yàn)好數(shù)只測量不進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，新鄉(xiāng)公司開展噴氨優(yōu)化試驗(yàn)的同時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果開展自主噴氨優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)與調(diào)整同步實(shí)施。

3）采取自主噴氨優(yōu)化調(diào)整后，噴氨單耗由7.55g/萬kWh下降至6.13g/萬kWh，在400MW下的空預(yù)器差壓由1.22kPa下降至0.83kPa，有效提升了機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

3 評價(jià)指標(biāo)

3.1 節(jié)能減碳能力

根據(jù)空預(yù)器煙氣差壓升高1.5kPa，風(fēng)機(jī)耗電率升高02%，脫硝SCR噴氨優(yōu)化常態(tài)化管理后，可有效降低空預(yù)器煙氣差壓0.4kPa，風(fēng)機(jī)耗電率降低0.05%。

按照廠用電率降低1%，影響煤耗降低3g/kWh，影響煤耗降低0.15g/kWh，年利用小時(shí)5000h計(jì)算，年可節(jié)約標(biāo)煤：

1320MW×5000h×0.15g/kWh=990噸

按照煤炭排放系數(shù)2.64tCO2/tce計(jì)算，年減少碳排放量：

990噸×2.64tCO2/tce=2613 tCO2/a

3.2 經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益

1）脫硝SCR噴氨優(yōu)化常態(tài)化管理年可節(jié)約標(biāo)煤990噸，標(biāo)煤價(jià)格按照750元/噸計(jì)算，年可降低發(fā)電成本：

990噸×750元/噸=74萬元

2）優(yōu)化調(diào)整后，液氨單耗降低1.4kg/萬kWh，液氨2700元/噸，年可節(jié)約液氨成本：

1320MW×5000h×1.4kg/萬kWh×2700元/噸=249萬元

經(jīng)濟(jì)效益共計(jì)：74萬元+249萬元=323萬元

3.3 先進(jìn)性

目前，新鄉(xiāng)公司自主噴氨優(yōu)化試驗(yàn)與調(diào)整工作已列為公司運(yùn)行定期工作，每月定期開展一次，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組正常運(yùn)行期間的噴氨優(yōu)化實(shí)時(shí)調(diào)整，這在火力發(fā)電企業(yè)屬于首次。

3.4 可靠性

技術(shù)成熟可靠，自2017年1月開展實(shí)施以來，新鄉(xiāng)公司脫硝系統(tǒng)自主優(yōu)化調(diào)整節(jié)已開展一段時(shí)間，脫硝SCR噴氨單耗持續(xù)優(yōu)化，有效解決了超低排放改造后#2爐空預(yù)器差壓上升較快問題。2016年4季度，#2爐空預(yù)器堵塞嚴(yán)重，#2爐三大風(fēng)機(jī)耗電率最高上升0.15%，噴氨量大，新鄉(xiāng)公司噴氨單耗長期維持在7.5千克/萬千瓦時(shí)左右，經(jīng)過脫硝SCR噴氨優(yōu)化常態(tài)化管理，#2爐空預(yù)器差壓得到了有效控制，噴氨單耗也降了下來，為機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了保證。

4 推廣建議

4.1 節(jié)能減碳能力

脫硝SCR噴氨優(yōu)化常態(tài)化管理，有效降低空預(yù)器差壓，控制超排脫硝SCR改造后空預(yù)器差壓上升速度，年節(jié)約標(biāo)煤耗1188噸，提升經(jīng)濟(jì)效益336萬元。

4.2 推廣潛力

此項(xiàng)技術(shù)有很強(qiáng)的可操作性，有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值，投資小，見效快，按照科學(xué)合理的脫硝SCR噴氨優(yōu)化常態(tài)化管理方法，因地制宜，在做好充分調(diào)研、分析基礎(chǔ)上，自主開展噴氨優(yōu)化試驗(yàn)與調(diào)整工作，可有效降低風(fēng)機(jī)耗電率，減少噴氨單耗，節(jié)能降耗潛力巨大。

4.3 預(yù)計(jì)投入

預(yù)計(jì)投資1臺(tái)煙氣成分分析儀（單臺(tái)成本8萬元左右），測量管若干，費(fèi)用共計(jì)8萬元。

4.4 預(yù)計(jì)可形成的節(jié)能能力

噴氨優(yōu)化試驗(yàn)與調(diào)整后，空預(yù)器煙氣差壓降低0.4kPa，風(fēng)機(jī)耗電率降低0.05%，降低煤耗0.15g/kWh。

作者簡介：饒紅建（1984-），男，河北唐山路北區(qū)人，本科，工程師，從事火力發(fā)電廠鍋爐技術(shù)管理方面的工作。