某電廠脫硝系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整效果分析

耿學軍，黃 輝，羅俊俊，陳旭光，程劍豐，陳 濤

（1.黃岡大別山發(fā)電有限責任公司，湖北 黃岡438300；2.國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學研究院，湖北 武漢430077；3.湖北方源東力電力科學研究有限公司，湖北 武漢430077）

1 系統(tǒng)簡介

湖北某電廠采用選擇性催化還原法（SCR）脫硝系統(tǒng)，還原劑為尿素水解［1-6］產(chǎn)品含氨蒸汽。脫硝裝置的煙道及反應器位于鍋爐省煤器與空預器之間的高含塵區(qū)域，不設置煙氣旁路系統(tǒng)。氨噴射格柵放置在SCR反應器上游的位置，煙氣在鍋爐出口處進入一個垂直的反應器里。每臺反應器催化劑層數(shù)按2＋2 模式布置，初裝2層預留2層。脫硝反應器出口煙氣參數(shù)如表1所示。

2 優(yōu)化調(diào)整措施

在脫硝系統(tǒng)進口A、B側(cè)煙道沿橫向分別均等劃分為12個噴氨區(qū)域（如圖1所示），每個噴氨區(qū)域沿煙道深度方向分別布置3 個噴氨點，每側(cè)煙道共布置36 個噴氨點，36個噴氨手動閥和配套的差壓表計。本次脫硝優(yōu)化調(diào)整［7-30］重點為噴氨手動閥的優(yōu)化調(diào)整。

2.1 調(diào)整依據(jù)及目標

根據(jù)調(diào)整前脫硝系統(tǒng)出口煙氣中NOx分布特性來調(diào)整各反應段區(qū)域噴氨手動閥位置，通過改變各反應段區(qū)域進氨量大小來優(yōu)化脫硝出口NOx分布場和反應器脫除效率（以反應器脫除單位質(zhì)量NOx所需的氨蒸汽質(zhì)量來衡量）等，達到脫硝反應器出口煙氣中NOx分布更均勻、出口煙道CEMS測點代表性更強、反應器脫除效率更高的目的。

表1 脫硝系統(tǒng)出口煙氣參數(shù)Table 1 Flue gas parameters of denitration system outlet

圖1 脫硝系統(tǒng)各反應段區(qū)域噴氨手動閥布置圖Fig.1 Layout of manual valve for ammonia injection in each reaction section of denitration system

2.2 調(diào)整措施

由于現(xiàn)場各反應段區(qū)域噴氨手動閥虛行程太大，故本次以進氨管道差壓大小作為調(diào)整依據(jù)，閥門開度僅作參考。根據(jù)調(diào)整措施實施前對脫硝系統(tǒng)出口測得的煙氣中NOx分布場和速度場分布特性，對A、B 側(cè)脫硝系統(tǒng)出口靠近兩側(cè)的A1～A8噴氨區(qū)域和B5～B12噴氨區(qū)域手動閥進行適當調(diào)整，其它噴氨區(qū)域手動閥維持初始全開位置不變。具體調(diào)整措施如表2所示（表2中“/”表示不進行調(diào)整操作，維持初始全開狀態(tài)）。

3 調(diào)整效果評估與分析

脫硝系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整效果按出口煙氣中NOx分布均勻性好、CEMS 測點代表性強、反應器脫除效率高3 個指標進行評估分析。

3.1 NOx分布均勻性評估與分析

調(diào)整前、后脫硝系統(tǒng)出口煙氣中NOx分布均勻性通過網(wǎng)格法測得的各測量孔NOx數(shù)據(jù)樣本標準差來評估與分析。調(diào)整前、后脫硝系統(tǒng)出口煙氣中NOx分布場如圖2所示。

調(diào)整前3 個試驗工況下測得的結(jié)果表明：優(yōu)化調(diào)整前，脫硝出口煙氣中NOx排放量沿出口煙道橫向方向由固定端至擴建端類似正態(tài)分布規(guī)律（即中間區(qū)域NOx排放量大，兩側(cè)區(qū)域NOx排放量?。?，分布不均現(xiàn)象嚴重；并且機組負荷變化不影響脫硝系統(tǒng)出口煙氣中NOx分布特性。優(yōu)化調(diào)整后，脫硝出口煙氣中NOx排放量沿出口煙道橫向方向由固定端至擴建端基本呈均勻分布規(guī)律，消除了調(diào)整前嚴重分布不均現(xiàn)象。調(diào)整前、后各試驗工況網(wǎng)格法測得的NOx數(shù)據(jù)樣本標準差值（見表3）計算結(jié)果表明：實施優(yōu)化調(diào)整措施后，脫硝系統(tǒng)出口實測的NOx數(shù)據(jù)樣本標準差由20～30減少至6～7，樣本標準差越小表明脫硝系統(tǒng)出口煙氣中NOx分布越均勻。

備注：樣本標準差計算按式（1）得到：

3.2 CEMS在線測點代表性評估與分析

調(diào)整前、后脫硝系統(tǒng)出口CEMS 在線測點代表性通過在線測量數(shù)值與網(wǎng)格法實測數(shù)據(jù)偏差來評估與分析。

從表4 中數(shù)據(jù)可以看到，優(yōu)化調(diào)整后脫硝系統(tǒng)出口CEMS 在線NOx測量值與網(wǎng)格法實測值偏差明顯變小，即脫硝系統(tǒng)出口CEMS 在線測量結(jié)果更接近實際值，表明優(yōu)化調(diào)整后脫硝系統(tǒng)出口CEMS 在線測點更具有代表性。

3.3 反應器脫除效率評估與分析

調(diào)整前、后脫硝反應器脫除NOx效率通過反應器脫除單位質(zhì)量NOx所需的氨蒸汽質(zhì)量指標來評估與分析。由于在完成A側(cè)反應器優(yōu)化調(diào)整后A側(cè)反應器進口氨流量計出現(xiàn)結(jié)晶導致在線流量表計無數(shù)值顯示，故本文只對A、B 側(cè)脫硝反應器脫除效果進行分別評估。A反應器評估負荷為500 MW左右，B反應器評估負荷為660 MW 左右，反應器脫除效果評估與分析如表5所示。

表2 脫硝系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整措施（單位：Pa）Table 2 Measures for optimal adjustment of denitration system(unit:Pa)

表3 脫硝系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整前、后NOx數(shù)據(jù)樣本標準差Table 3 Sample variance of NOx data before and after optimal adjustment of denitrification system

表4 脫硝系統(tǒng)出口CEMS在線測點代表性評估與分析Table 4 Representative evaluation and analysis of Cems on-line measurement points for exports of denitration systems

表5 調(diào)整前、后脫硝反應器脫除效果評估Table 5 Evaluation of denitrification effect before and after adjustment

4 結(jié)語

1）通過對脫硝反應器各反應段區(qū)域進氨手動閥適當調(diào)整，脫硝出口煙氣中NOx排放量沿出口煙道橫向方向由固定端至擴建端基本呈均勻分布規(guī)律，消除了調(diào)整前中間區(qū)域NOx排放量明顯高于兩側(cè)區(qū)域NOx排放量這種嚴重分布不均現(xiàn)象，提高了氨蒸汽的利用率。

2）通過優(yōu)化調(diào)整，脫硝反應器出口CEMS 在線測點代表性更強，更能真實地反應煙氣中實際NOx排放水平，提高了脫硝系統(tǒng)自動控制的精度。

3）通過優(yōu)化調(diào)整，A、B側(cè)脫硝反應器脫除掉單位質(zhì)量NOx所需要的氨蒸汽質(zhì)量均有所減少，提高了A、B側(cè)脫硝反應器脫除效率。