高精度氨逃逸率测量及基于分区测量的脱硝优化 - 副本

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300MW锅炉脱硝超低排放改造后存在的问题及改善措施

300MW锅炉脱硝超低排放改造后存在的问题及改善措施

300MW锅炉脱硝超低排放改造后存在的问题及改善措施发布时间:2023-04-26T08:18:54.591Z 来源:《科技潮》2023年5期作者:海美旭[导读] 本文先概述了烟气脱硝的工作原理,然后对300MW火电机组锅炉脱硝超低排放改造后存在的问题进行了分析,最后探讨了300MW 火电机组脱硝超低排放改造后锅炉运行调整改善措施,以供相关的工作人员参考借鉴。

国能阳宗海发电有限公司云南昆明 652103摘要:我国火力发电厂为了减少污染物氮氧化物(NOx)的排放,在锅炉系统上设置烟气脱硝装置进行脱硝超低排放改造,但锅炉脱硝超低排放改造后又引发了一系列的问题,为避免对锅炉运行造成重大不良影响,本文先概述了烟气脱硝的工作原理,然后对300MW火电机组锅炉脱硝超低排放改造后存在的问题进行了分析,最后探讨了300MW火电机组脱硝超低排放改造后锅炉运行调整改善措施,以供相关的工作人员参考借鉴。

关键词:300MW;火电机组;锅炉;脱硝;超低排放改造;问题;措施1锅炉烟气脱硝工作原理氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。

通常所说的氮氧化物(NOx)有多种不同形式:N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4 和N2O5,其中NO和NO2是主要的大气污染物。

我国氮氧化物的排放量中70%来自于煤炭的直接燃烧,电力工业是我国的燃煤大户,因此火力发电厂是NOx 排放的主要来源之一。

烟气脱硝是目前普遍采用的减少NOx排放的方法,应用较多的有选择性催化还原法(Selective catalytic reduction,简称SCR)和选择性非催化还原法(Selective non-catalytic reduction,简称SNCR)。

国能阳宗海发电有限公司两台300MW机组烟气脱硝采用的是选择性催化还原法(SCR)工艺,脱硝还原剂NH3采用尿素制取的工艺,脱硝反应产物为对环境无害的水和氮气。

每台锅炉配置2台SCR反应器,每台SCR反应器设置3层五氧化二钒(V2O5)催化剂。

优化脱硝操作工艺,提高脱硝效果

优化脱硝操作工艺,提高脱硝效果

优化脱硝操作工艺,提高脱硝效果【摘要】SCR法是炼焦行业废气脱硝的一种方法,本文探讨了影响脱硝效果的因素,主要有脱硝催化剂活性性能因素、生产工艺因素和氨水喷嘴等因素的影响。

生产工艺因素对脱硝效果的影响主要有反应温度、空速、粉尘、氨氮摩尔比等因素。

氨水喷嘴是脱硝工艺中的关键设备,需要选择合适的孔径和安装距离,并提出了技术要求。

脱硝催化剂再生是恢复脱硝效果的一个重要手段,它适用于低温型脱硝催化剂。

通过选择性能优良的低温脱硝催化剂,改善并优化了脱硝操作工艺条件,选择性能优良的氨水喷嘴,提高了我公司的SCR法脱硝效果。

关键词:SCR法脱硝,低温脱硝催化剂,反应温度、空速、粉尘、氨氮摩尔比,氨水喷嘴,脱硝催化剂再生。

1.前言炼焦行业在生产过程中会产生的各种废气,这些废气主要包含焦炉烟囱废气、干熄焦废气、装煤和推焦过程产生的废气,这些废气含有SO2、粉尘以及氮氧化物等物质,影响着生态环境,需要进一步除尘脱硫脱硝脱白等处理,才能排放到大气环境中。

现在脱硫的技术主要包括半干法脱硫技术、干法脱硫技术、湿法脱硫技术、小苏打脱硫等,脱硝可行技术主要包括:SCR(选择性催化还原烟气脱硝)、SNCR(非催化还原烟气脱硝)、活性炭(焦)脱硫脱硝一体化技术等【1】,其中脱硝技术SCR应用最多,SCR方法需要补加一部分氨作为还原剂,但是在实际操作过程中要控制氨逃逸。

由于焦炉生产工艺特点导致焦炉烟气的烟气量和NOx呈现较大的波动状态,在波动的烟气工况下,既要保证NOx的超低排放,又要满足氨逃逸的排放要求。

依靠SCR脱硝系统去控制,很难保证NOx超低排放。

同时,又时刻保证氨逃逸指标。

基于焦炉烟气SCR脱硝的现状,焦炉烟道气综合治理的工艺路线和关键技术产品的选择便至关重要。

中鸿煤化公司成立于2009年10月,经过不断创新发展,已成为一家集焦炭、焦油、粗苯、硫酸铵、甲醇、合成氨等产品生产销售、技术推广服务、对外贸易为一体的现代煤化工企业。

脱硝系统氨逃逸测试方法浅析

脱硝系统氨逃逸测试方法浅析

脱硝系统氨逸出试验方法分析摘要:目前,脱硝系统氨逸出测试方法可分为在线仪器分析和离线手动采样分析法。

主要论述了在线仪器分析中的可调谐二极管激光吸收光谱和稀释取样法,及离线手动采样分析方法中的靛酚蓝分光光度法、纳氏试剂分光光度法、离子选择电极法和离子色谱法,并对其测量原理、优缺点及改进方法进行了阐述。

此外,还简要介绍了飞灰中氨含量的测定。

介绍现阶段中国的能源结构中燃煤消耗虽然逐年减少,但其仍然是主体,在各种能源消费形式中,电力及热力生产是最主要的能源消费渠道之一。

煤炭燃料在不同场合的使用中都会产生NOx的污染。

近年来,随着环保要求的提高,脱硝设备已成为各发电厂重要的环保设备。

目前,最成熟、可靠和应用最广泛的脱硝技术是选择性催化还原(SCR),其基本原理为NH3与NOx在催化剂作用下发生氧化还原反应,生成N2和H2O。

喷氨量很关键,喷氨过少,会降低脱硝效率,NOx的排放无法达标;喷氨过多,虽然可以提高脱硝效率,但过量的NH3会增加成本,而且会导致NH3逃逸。

NH3逃逸已严重影响到脱硝经济性和设备的使用寿命,SCR脱硝装置出口的NH3逃逸量应控制在2.28mg/m3以下,如此可延长催化剂的更换周期和空预器的检修周期。

因此,快速、准确地测试NH3逃逸量至关重要,可以确定最优的喷氨量。

对NH3逃逸量的准确测量比较困难。

目前,国内外对NH3逃逸的监测方法主要有在线仪器分析和离线手动采样分析方法。

在线仪器分析是指烟气排放连续监测系统(CEMS),其功能是持续监测污染源排放的颗粒物和气体污染物的质量浓度和总排放量,并将其实时传输给主管部门。

目前文献中大多将在线仪器分析分为3类:激光原位测量、提取方法和稀释取样法。

事实上激光原位测量和提取方法的测量原理是相同的(基于可调谐二极管激光吸收光谱),只是提取方法需要对原烟气进行预处理,所以从测量原理的角度,本文将在线仪器分析分为可调谐二极管激光吸收光谱和稀释取样法两类。

科技成果——氨逃逸高精度监测及总体环境最优的脱硝优化控制技术

科技成果——氨逃逸高精度监测及总体环境最优的脱硝优化控制技术

科技成果——氨逃逸高精度监测及总体环境最优的脱硝优化控制技术技术开发单位清华大学适用范围火电厂氨逃逸率测量成果简介在烟气脱硝过程中,逃逸的氨气会与烟气中三氧化硫和水反应生成具有高粘性的硫酸氢铵,在上游粘结在催化剂表面影响脱硝效率,在下游引起空气预热器腐蚀和堵塞。

与此同时,逃逸到大气中的氨气会带来环境污染,2016年2月8日美国化学学会《化学与工程新闻》热点文章报道,一种新型近零势垒反应机理表明,氨气可以直接参与并加速大气中铵盐的形成,从而对大气中雾霾颗粒的形成起到至关重要的作用,如在重度污染天气中,铵盐质量占到PM2.5的30-50%,氨排放已成为PM2.5形成的重要限定因素。

为此,实时在线精确测量脱硝过程中氨逃逸浓度,在保证氮氧化物排放基础上实现精细喷氨,达到总体环境最优的节能减排效果。

主要创新点与氮氧化物等污染物监测相比,氨逃逸测量要困难的多,主要原因有:(1)氨逃逸较低,传统的非分散红外、电化学等技术不适用;(2)氨气易吸附、易溶于水、易发生反应等特点使得传统的抽取式测量会改变氨气浓度。

针对氨逃逸测量难点,研发出具有下述技术创新点的氨逃逸监测和脱硝优化控制技术。

氨逃逸监测:针对TDLAS技术中传统直接吸收法和二次谐波法信噪比低的特点,通过谐波理论和吸收光谱理论推导出了各次谐波与气体吸收率函数之间的关系,首次利用高灵敏度的波长调制法重构吸收率函数,并据此得到待测气体浓度。

该理论极大地提高了TDLAS技术在复杂工业现场中的测量精度。

针对氨气易吸附、易反应、易溶于水等特点,结合原位测量(烟气与样气温度一致、高保真)和取样测量(可过滤粉尘、测量精度高)的优点,首次提出原位取样式测量方法,设计了避免氨气吸附的测量腔体、取样和过滤系统,保证了氨逃逸测量结果具有代表性。

脱硝优化控制:利用研发的高精度氨逃逸监测技术,结合目前市场已有的氮氧化物监测系统,在国内火电机组首次实现了基于氨逃逸和氮氧化物的闭环优化控制,在满足氮氧化物排放的基础上,最大程度上降低氨逃逸浓度,达到节能减排的作用。

SCR脱硝系统氨逃逸率高问题分析及对策研究

SCR脱硝系统氨逃逸率高问题分析及对策研究

SCR脱硝系统氨逃逸率高问题分析及对策研究作者:申林贝来源:《经济技术协作信息》 2018年第29期很多火力发电厂采用SCR脱硝工艺,氨逃逸率是影响SCR系统运行的一项重要参数,本文中对SCR脱硝系统氨逃逸率高问题进行了研究和探讨,并提出了相应的对策。

一、引言目前很多火力发电厂采用SCR脱硝工艺,SCR脱硝工艺中氨逃逸率是运行的一项重要参数。

脱硝系统运行中为满足环保要求,脱硝系统反应过程中需要注入一定过量的氨。

通常SCR系统设计的氨逃逸率不大于3ppm,但是由于种种因素造成实际运行中氨逃逸率偏大。

氨逃逸率高不仅降低了脱硝还原剂的使用率,对机组的安全稳定运行也造成了很大的影响。

解决SCR脱硝系统氨逃逸率高问题对机组的安全、环保、经济运行具有重要的意义。

二、氨逃逸率高带来的危害SCR脱硝反应过程中,催化剂在催化降解NOx的同时也会对烟气中的S02的氧化起到一定的催化作用,反应生成的S03与烟中逃逸的氨反应生成硫酸氢氨和硫酸氨。

液态的硫酸氢铵是种粘性很强的物质。

l造成空气预热器堵塞。

硫酸氢铵粘附在空气预热器的换热元件表面上加剧换热元件的腐蚀和堵灰,造成空预器堵塞和腐蚀。

由于两台空预器堵塞后阻力不同,造成低负荷、低烟气量时引风机发生抢风现象,造成炉膛负压大幅波动,危机机组安全运行。

2催化剂活性降低。

因氨逃逸率高生成过多的硫酸氢铵或硫酸铵会附着在脱硝催化剂表面会造成催化剂部分堵塞,增大催化剂压降或是造成催化剂失效,催化剂反应性能下降,影响脱硝系统正常运行。

3影响脱硫系统石膏脱水。

大量未反应的脱硝还原剂随烟气进入到脱硫系统中,经过浆液循环泵喷淋层后带入到吸收塔浆液中,铵盐逐渐在吸收塔浆液中累积,铵盐累计到一定程度造成吸收塔浆液粘性增加。

吸收塔浆液在经过石膏旋流器旋流的过程中,因浆液粘性大,石膏旋流困难,吸收塔密度居高不下。

同时经真空皮带机脱出的石膏中含有大量析出的铵盐,严重影响石膏销售和二次利用。

4增加还原剂的消耗。

原位取样式氨逃逸率在线监测仪表在燃煤电厂的应用

原位取样式氨逃逸率在线监测仪表在燃煤电厂的应用

原位取样式氨逃逸率在线监测仪表在燃煤电厂的应用史玉伟;刘柱【摘要】目前电厂脱硝后氨逃逸率监测一般采用抽取式或原位对穿式测量仪表,由于国内燃煤电厂粉尘含量高及氨气易吸附、易反应等原因,这2种测量方式在实际应用中均存在一些问题.对此在提出氨逃逸测量必要性及测量难点基础上,介绍了北京新叶能源科技有限公司NLAM1512原位取样式氨逃逸率在线监测仪表及其在通辽电厂的应用情况,结果表明,该仪表可准确测量脱硝后氨逃逸率,为确定脱硝中喷氨量提供依据,为确定脱硝优化应用提供基础数据.【期刊名称】《东北电力技术》【年(卷),期】2017(038)008【总页数】4页(P41-43,46)【关键词】氨逃逸;TDLAS;NLAM1512;原位取样【作者】史玉伟;刘柱【作者单位】通辽发电总厂,内蒙古通辽 028011;通辽盛发热电有限责任公司,内蒙古通辽 028000【正文语种】中文【中图分类】X831随着火电行业的迅猛发展,氮氧化物的排放对环境造成了较大破坏,也被世界各国公认为主要大气污染物之一。

近几年来,脱硝技术在火力发电厂中应用越来越广泛。

在脱硝过程中,由于氨氮摩尔比、氨氮分布不均匀、烟气温度、催化剂中毒、堵塞等因素都会导致氨逃逸率过大。

尤其随着时间的推移,脱硝系统故障(如催化剂老化、中毒、喷氨管道堵塞等)会越来越多地出现。

此外,目前火力发电厂煤质和负荷多变不仅仅导致烟气中氮氧化物浓度波动剧烈,而且也使得脱硝系统大部分时间背离最佳工况,同时由于目前氮氧化物浓度测量、喷氨都有较大的滞后性,这也使得脱硝过程中经常出现氨逃逸率较大的情况。

逃逸的氨气不仅会吸附到飞灰中或直接逃逸到大气中造成环境污染,而且会与烟气中三氧化硫和水反应生成具有高粘性和腐蚀性的硫酸氢铵,在上游粘结在催化剂表面影响脱硝系统的脱硝效率,在下游引起空气预热器腐蚀和堵塞,进而引起排烟温度升高,增大引风机出力甚至引起不必要的停机。

因此,如果能对脱硝出口氨逃逸率进行在线精确测量,不仅可以实时监测脱硝系统运行是否正常,同时还可以为脱硝系统喷氨量提供反馈,在保证脱硝效率、氮氧化物排放的基础上实现精细喷氨,提高机组安全经济运行[1-4]。

火电厂脱硝精准喷氨技术实践研究

火电厂脱硝精准喷氨技术实践研究

火电厂脱硝精准喷氨技术实践研究2024-03-25摘要:随着国家环保法律法规和限制排放标准的越来越严格,传统的单一脱硝技术已不能满足国家对于火电厂脱硝排放的要求,过量喷氨会导致尿素或液氨的消耗过大,催化剂部分堵塞,空气预热器堵灰,厂用电率的升高等问题。

喷氨量不足时又会带来环保指标不合格的问题。

通过采用三维模拟技术对流场模拟及优化,分区阀门调节,全过程使用大数据分析等手段,应用于实际现场中,很好的解决了以上问题。

关键词:脱硝系统;分区控制;氨逃逸;精准喷氨1引言火力发电厂锅炉脱硝区域喷氨控制实际效果差,运行过程中生成铵盐在后续工艺流程设备表面结晶,使后续工艺流程受到严重影响,目前出现了空预器堵塞、电除尘极板结垢板结及电除尘灰斗挂壁等严重影响设备安全及环保安全的问题。

特别是超低排放改造完成后,机组的氮氧化物排放水平确实得到了很大程度的下降,但是也使得出口NOx浓度的调整区间显著压缩(由原来的100mg/Nm3降低为50mg/Nm3),同时由于SCR系统本身是一个非线性、大迟滞、多运行参数耦合的脱硝反应体系,在实际运行中受负荷波动、燃烧条件、运行参数测量大迟滞等多重因素的影响,系统运行参数会发生相对剧烈的波动,直接导致传统喷氨自动的不稳定投运,进而增加了NOx排放瞬时超标的风险,过量喷氨、不及时喷氨等运行特性较为普遍;此外,超低排放改造完成后,机组仍采用了传统的喷氨支管手动固定喷氨的运行方式,忽略了系统内烟气流速、NOx浓度等关键运行参数的致系系列先提路的进一效脱合方剂入行要的时间及空系统的氨利列问题。

2解决方2.1对脱对原烟道提高喷氨格的前馈预测一步混合,脱除。

方法原理方法。

试验关键技术途径入口速度C 要求。

2.2脱硝空间波动性利用率水平方法脱销区域烟道道进行合理格栅前流场测控制等技,实现还原理:采用物理键:关注喷径:调整导流Cv≤15%、硝出口NOx 性,不能保平较低,氨道流场模拟理分区,通过场均匀性,并技术首段对原剂与氮氧理模型试验喷氨装置上游流板、整流氨氮摩尔x 分区同步保证系统内氨耗量明显拟及优化。

脱硝出口氨逃逸各种测量方式对比分析及优化

脱硝出口氨逃逸各种测量方式对比分析及优化

脱硝出口氨逃逸各种测量方式对比分析及优化摘要:燃煤电厂采用选择性催化还原法(SCR)脱硝工艺,需对烟气中的氨气进行连续和实时测量。

针对不同氨逃逸监测系统在使用中出现的问题进行分析优化,实现对氨逃逸浓度的准确测量。

关键词:氨逃逸;激光分析法;SCR脱硝引言SCR 法脱硝技术是目前世界上应用最广泛、技术最成熟的烟气脱硝技术,具有脱硝效率高、维护方便、便于管理控制、运行可靠等技术优点。

SCR 法脱硝将氨气作为还原剂,在催化剂的作用下,把烟气中的氮氧化物还原成氮气。

因此在保证脱硝效率前提下,脱硝系统要喷入足够量的 NH3。

这就存在 NH3 反应不完全、超标逃逸问题(简称氨逃逸)。

氨逃逸含量过高,会与工艺流程中产生的硫酸盐反应生成硫酸铵盐,堵塞催化剂,使催化剂失效,还有可能腐蚀下游设备如空预器,对机组运行的经济性和安全性构成一定风险。

一、燃煤电厂SCR脱硝然逃逸情况简介燃煤发电厂采用SCR脱硝工艺时,一般均采用在烟道合适位置喷入大量氨水以降低烟气中NOx含量,以达到符合国标中关于排放烟气中NOx含量不超过50mg/m3的要求。

SCR脱销工艺中的相关反应如下:由上述脱硝反应中可以看出,要降低排放烟气中的NOx值,除了必要的喷氨量外,还需要确保脱硝工艺中的催化剂充足和有效。

但在SCR脱销工艺中随着喷氨量的增加除了可以降低排放烟气中的NOx值之外,还存在以下反应:生成的硫酸氢铵具有很强的粘性,易在设备表面形成液态悬浮颗粒。

当温度降低时,硫酸氢铵会吸收烟气中的水分,形成腐蚀性溶液;在温度较低的催化剂表面,烟气中硫酸氢铵会堵塞催化剂,造成催化剂失活,增加反应器的压损。

并且,烟气中硫酸氢铵在经过后续设备时,会在温度较低的空气预热器热交换表面产生沉积,增大压降,降低空气预热器的效率,进而影响机组安全运行。

此外,在SCR脱硝工艺中,还存在由于喷氨格栅喷头堵塞、各支路的喷氨阀门调节不合理等因素导致的喷氨不均匀现象,使得烟道内部脱硝反应不均衡,即使喷入足够的氨量也不能确保最终的排放烟气中NOx达标。

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高精度氨逃逸率测量及基于分区测量的脱硝优化
摘要:近年来由于能源利用而造成的环境污染日益严重,其中由矿物燃料的燃烧而排放出的氮氧化物(NO X)为环境污染的一个重要方面。

在国家越来越严格的环保政策环境下,国内绝大部分火电机组逐步完成了超低排放改造,NO X的排放标准降低到了50mg/Nm3。

这固然大幅度降低了污染物的排放量,但同时新的问题也出现了。

氨的过喷成为国内机组的普遍现象,由此造成了空预器堵塞等一系列后果,影响了机组的安全、经济运行。

因此,脱硝系统的性能优化势在必行。

在线提高脱硝出口NO X均匀性,是脱硝系统性能优化的重要技术路线,实施后,可以有效降低氨逃逸。

高精度氨逃逸率在线测量、准确的脱硝出口NO X在线测量,是在线提高脱硝出口NO X均匀性这一方案实施的基本前提。

关键词:氨逃逸率,脱硝系统,性能优化,在线测量。

0 引言:
面对国家越来越严格的环保政策,低氮燃烧技术已不能满足要求,所以烟气脱硝技术成为氮氧化物控制的关键技术。

其中又以选择性催化还原法(SCR)在大型燃煤电厂获得广泛应用。

但是低氮燃烧+ SCR(选择性催化还原法)脱硝技术在应用同时存在着诸多问题:(1)尾部烟道受热面布置的复杂性以及流场的动态特性,使得SCR入口流场分布不均且不定常;为了满足各种条件下的NO X排放要求,就必须加大喷氨量;喷氨量增大不仅增加喷氨成本,造成氨逃逸率过大,同时还会腐蚀下游设备,以及造成新的环境污染。

(2)脱硝过程中由于NH3/ NO X摩尔比、氨气和氮氧化物分布不均匀性、负荷、温度、催化剂性能等因素影响都会导致氨逃逸率较大。

逃逸的氨气与烟气中SO3反应生成NH4HSO4,该物质具有很强的粘性和腐蚀性,不仅会影响催化剂活性,而且会引起空气预热器腐蚀和堵塞,甚至引起不必要的停机;此外,较大的氨逃逸率也会增加脱硝系统的运行成本,而且逃逸的氨气也会对灰分和大气造成污染;
脱硝系统的理想运行状态是在NO X满足国家排放标准的前提下,在线提高脱硝出口NO X均匀性,是脱硝系统性能优化的重要技术路线,同时使氨逃逸率维持在最低水平,因此准确、灵敏、快速监测氨逃逸率是脱硝系统优化运行数据基础;通过对脱硝出口NO X的分区测量,根据均衡控制算法,给出喷氨调门开度指令,分别改变各自动调节门的开度,控制喷氨量。

通过合理分配喷氨量,改善氨气与烟气的混合均匀程度。

1 高精度氨逃逸率测量系统:
测量原理:
与传统的抽取式测量和原位对穿测量方式不同,采用独特的原位取样式测量,将测量腔体安装在烟道内,利用烟气加热腔体,腔体温度与烟道中烟气温度一致,并具有可基本忽略氨气吸附的测量腔体、高精度反射镜和取样过滤系统。

在动力抽吸作用下,烟气通过过滤器过滤后直接进入测量腔。

激光发射和接收单元安装在测量腔上,发射单元产生的激光入射到测量腔中,入射光束经过前端反射镜后沿原方向返回,反射光束通过光电探测器接收并转化为电信号进行数据处理,测量系统示意图如下所示。

在喇叭喷嘴动力抽吸作用下,烟气通过过滤器过滤后直接进入测量腔。

激光发射和接收单元安装在测量腔上,发射单元产生的激光入射到测量腔中,入射光束经过前端反射镜后沿原方向返回,反射光束通过光电探测器接收并转化为电信号进行数据处理。

测量原理如图1-1、设备模型如图1-2所示。

图1-2原位取样式测量原理
图1-2 设备模型
本系统采用基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS )测量技术和独特的原位取样的测量方式,技术特点如下:
本系统亦可实现多区域测量:控制分析仪为多通道数据采集系统,可同时独立显示多个测点数据,反应整个烟道截面氨逃逸浓度分布。

探头可根据烟道结构水平或垂直安装。

图1-3为一拖四典型布置方式示意图:
2 基于分区测量系统的脱硝优化方案:
总体实现方案分为三大部分:先进的测量系统、先进的控制系统和执行机构。

测量数据直接上传到DCS,而执行机构包括新增加的分区调节执行结构,都直接接受DCS的指令。

实施控制算法策略的优化服务器通过OPC或者MODBUS与DCS通讯。

先进测量系统包括:NOx分区测量系统和精确氨逃逸率测量系统。

先进控制系统包括:喷氨总量先进控制系统和喷氨格栅均衡控制系统。

执行机构是指喷氨格栅分区与自动控制装置。

图2-1 脱硝优化整体方案示意图
1 )NOx分区测量系统
1.1 NOx分析仪
采用稀释法与化学发光法相结合的NOx分析仪。

在目前国内市场中,NOx的测量基于三种原理:化学发光法、非分散红外法、紫外差分法。

化学发光法的仪器检出限最低,在测定低浓度时准确性最好。

稀释法的烟气抽取法与化学发光法相结合,具有不用除水,系统简单,大大降低了故障停运概率和维护成本。

尤其适合超低排放后的NOx测量。

且是美国EPA推荐的优先测定方法,在美国具有42%的市场份额(单独化学发光法占有90%的市场份额),在我国也正在得到业界的认同,应用量逐年大幅增加,是国内NOx测量技术的发展趋势。

图2-2 不同NOx测量原理的技术参数对比
1.2 烟道分区
两侧SCR出口烟道一共分12个区,每个区布置一个测点,共用两套NOx分析仪。

单侧烟道被划分为(2*3)6个网格区域,每个网格区域设一个取样探头,两侧一共12个网格区域抽取的烟气经预处理和轮测切换装置,送入测量仪表。

左右两侧分别配置一套测量仪表系统。

网格区域划分时综合考虑SCR流场模拟的结果和现有喷氨装置的配置情况。

一般而言,烟道两侧的速度梯度较大,所以分区较小,烟道中间部位的速度梯度较小,分区可以相对较大。

各个测点位于分区的几何中心。

图2-3 SCR出口烟道(A/B两侧)分区示意图
1.3 分区测量控制
采用同时取样,用气囊锁定样品气体,分时轮测的技术方案。

每个测点的测量时间为1分钟,所以6分钟即可将SCR出口烟道的NOx分布更新一次,满足分区闭环控制的需要。

同时取样保证了样品气为同一时刻的的烟道烟气,测量结果反应了NOx浓度的真实分布。

2 )先进控制系统
2.1 喷氨总量先进控制系统
一方面,通过入口NOx软测量技术,预测入口NOx,并以作为喷氨前馈的重要参数,参与到喷氨总量的闭环控制中,解决了入口NOx测量滞后的问题。

同时用氨逃逸对主回路进行校正控制。

另一方面,通过试验得到不同负荷下的SCR反应器的传递函数,进而有针对性的实施先进控制算法模型。

该系统逐步累积测试得到的数据,自动学习,逐步达到与燃烧器组合、燃料变化时的快速判断调整,(能够根据数据变化趋势及时发现SCR装置的堵塞和磨损失效等问题,并及时调整运行方式)并逐渐减少实时测试的频率,最终实现SCR系统的智能、精细控制。

图2-4 喷氨总量先进控制系统原理图
2.2 喷氨格栅均衡控制系统
采用基于历史数据分析的智能喷氨格栅均衡控制算法。

喷氨格栅均衡控制算法不但要考虑到出口NOx的实时测量值,还要结合出口NOx的历史数据。

提出基于喷氨扩散模型、催化剂性能场模型的最佳的出口NOx均衡控制模型。

优化服务器将均衡控制算法得到的控制策略通过以太网通讯方式传输给DCS,由DCS系统发出各分区调节阀门的开度调节指令。

图2-5 喷氨格栅均衡控制系统原理图
3 )执行机构
执行机构是指喷氨格栅分区与自动控制装置。

原氨注入系统的喷射格栅有手动调节门手动门。

手动门只能根据锅炉停运或是调整试验周期性地更改开度,在锅炉的不同工况、SCR催化剂的磨损失效情况以及催化剂通流面积堵塞造成的流场变化等情况下导致的NOx浓度场变化时,无法及时调整。

将喷氨截面划分成2*6=12个区域(两侧烟道)。

每个区域设置一子管路,在每个子管路上安装电动阀,接受一路阀门开度指令。

根据均衡控制算法,给出喷氨调门开度指令,分别改变各自动调节门的开度,控制喷氨量。

通过合理分配喷氨量,改善氨气与烟气的混合均匀程度。

3 结束语
脱硝出口NOx、氨逃逸率是机组运行的重要参数之一,其测量的准确性及精度直接影
响着脱硝系统和空预器运行的安全性、稳定性和经济性。

脱硝出口NOx分布的不均匀性为
其测量带来了巨大的挑战,分区测量的方式为精确测量脱硝出口NOx提供了切实可行的解
决方案;氨逃逸率的测量一直是脱硝系统的难点和重点,对其测量的研究一直从未间断,
新型的原位取样测量方式是最能精确测量氨逃逸率数据的一种方式,可以实现氨逃逸率
的高精度测量,同时此测量参数可以为脱硝优化提供数据支持,与分区测量的脱硝出口NOx共同实现脱硝系统整体的优化。

脱硝系统的优化,对机组脱硝设备的运行管理有一定
的知道意义,同时良好的支持了电厂的节能减排工作,为“十三五”节能减排任务完成
起到了一定的促进作用。

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