(大唐山西能源营销有限公司 030001)
摘要：本文介绍了火电厂脱硝发展的现在以及脱硝自动控制的发展历程，了山西运城电厂脱硝的基本流程以及控制逻辑说明，脱硝A、B侧开始反吹或校验状态时的逻辑优化，脱硝调门如果切至手动状态则保持当前开度不动，喷氨量不做调整。开度过大使喷氨量增大导致氨逃逸增大和空预器堵灰等恶劣后果，而开度过小则影响脱硝效率。因此对逻辑进行修改，当系统处于反吹或校验状态时则跟随另一侧出口NOX值进行调节，避免超标排放。
关键词：火电厂；热控系统；脱硝
1、引言
随着我国经济的发展，在能源消费中带来的环境污染也越来越严重。其中，大气烟尘、酸雨、温室效应和臭氧层的破坏已成为危害人民生存的四大杀手。燃煤烟气所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质是造成大气污染、酸雨和温室效应的主要根源。在我国，二氧化硫、氮氧化物等有害物质主要是由燃煤过程产生的。我国经济实力的增强，耗电量也将逐步加大。目前，我国已经开展了大规模的烟气脱硫项目，但烟气脱硝还未大规模的开展。有研究资料表明，如果继续不加强对烟气中氮氧化物的治理，氮氧化物的总量和在大气污染物中的比重都将上升，并有可能取代二氧化硫成为大气中的主要污染物。
2、火电厂脱硝产业发展概况
火电厂氮氧化物排放控制是自2003年颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)后逐步开始的。此后，一批新建火电机组大多采用了低氮氧化物燃烧技术，有的火电厂结合技术改造安装了低氮氧化物燃烧器，商业化烟气脱硝装置也已在30万千瓦、60万千瓦装机容量的多台机组上投入运行，为火电厂降低氮氧化物的排放控制积累了经验。据不完全统计，到目前为止约有90多家电厂的近200台总装机容量为1.05亿千瓦的机组已通过环评，其中已建、在建或拟建的火电厂烟气脱硝项目达到5745万千瓦装机容量。所采用的工艺技术主要是选择性催化还原法(SCR)，约占96%，非选择性还原催化法(SNCR)只占4%。
目前应用的脱硝技术除了SCR和SNCR外，尚在研究的烟气脱硝技术还有非选择性催化还原(NSCR)、分子筛、活性炭吸附法、等离子体法及联合脱硫脱氮方法、液体吸收法，氧化吸收法和吸收还原法等多种，但由于投资成本及运行操作等方面的原因，在燃煤电站中用的最多的是SCR，其次为SNCR，其它方法应用较少。
3、运城电厂烟气脱硝系统简介
3.1工程概述
山西大唐国际运城发电有限责任公司2×600MW机组烟气脱硝工程，采用选择性催化还原法（SCR）脱硝装置，SCR反应器布置在空预器与省煤器之间的高含尘区域。在设计煤种、锅炉50%BMCR工况至100%BMCR工况、处理100%烟气量条件下脱硝效率不小于80％。本系统采用纯度为不低于99.5%的液氨（纯氨）做为脱硝系统的反应剂，脱硝装置可用率不小于100%。
3.2脱硝系统简介
本工程设一套氨区系统，作为#1、#2机公用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆还原剂采用液氨，液氨由槽车运输并储存在液氨储罐内，经由液氨蒸发槽蒸发成氨气，再经氨气缓冲罐稳压后，送往SCR区与稀释风在氨/空气混合气内混合，由喷氨格栅（AIG）喷入入口烟道，与烟气中的氮氧化物充分混合进入反应器发生催化还原反应。氨区管线内残余的氨气不允许直接排放至大气，为防止对大气造成二次污染，通过稀释槽对其进行吸收，吸收的低浓度氨水进入化学酸碱中和池进行处理，不允许直接外排。氨区系统主要设备包括：液氨储罐、卸料压缩机、蒸发器、缓冲罐、氨吸收罐、稀释罐等。
3.3仪表控制系统
仪表控制系统主要具备三大功能：数据采集和处理（DAS）、模拟量控制（MCS）以及顺序控制（SCS）。数据采集系统（DAS）数据采集系统具备工艺流程状态显示、操作过程显示、实时数据显示、趋势显示、报警、历史数据存储检索、定期报表、性能计算、SOE事故顺序记录等功能。主要闭环调节回路（MCS）系统主要的闭环调节回路包括喷氨量控制、缓冲罐压力控制、蒸发器热水温度控制等。主要顺序控制功能组（SCS）脱硝反应区蒸汽吹灰器、声波吹灰器的启停顺序控制。
4、运城电厂脱硝控制调整
4.1对于喷氨调门的优化
逻辑修改前，当脱硝A、B侧开始反吹或校验状态时，脱硝调门如果切至手动状态则保持当前开度不动，喷氨量不做调整；如果脱硝调门在自动状态，则仍按照出口值进行调节。由于此时出口NOX值不变，调门一直按此调节而偏差不变，导致调节阀一直开大或者关小。开度过大使喷氨量增大导致氨逃逸增大和空预器堵灰等恶劣后果，而开度过小则影响脱硝效率。因此需对此逻辑进行修改，当系统处于反吹或校验状态时则跟随另一侧出口NOX值进行调节。
4.2对于喷氨门开度的优化
喷氨优化调整主要根据现场实测的SCR出口NOX分布情况，调整入口烟道每一路供氨支管上的手动调节阀开度，控制各喷氨支管控制区域合理的氨氮比。根据实验数据，对出口氮氧化物偏大的测点相应将喷氨格栅开大，同时关小出口氮氧化物比较小的测点，保证开大、关小一致，保证稀释风量无大变化。调整过程中随时观察稀释风量变化与主机运行人员保持沟通联系，防止稀释风机跳停造成供氨中断。
5、结语
综上所述，脱硝系统氮氧化物浓度差值大直接原因为喷氨系统运行不正常，脱硝出口浓度场不均匀直接导致脱硝出口氮氧化物浓度与脱硫出入口氮氧化物浓度差值大。间接原因为脱硫出口氮氧化物设计量程大、低浓度时进入仪表的显示死区是导致脱硝出口氮氧化物浓度与脱硫出入口氮氧化物浓度差值大的间接原因。本文主要工作首先根据SCR脱硝反应的机理，分析出影响脱硝的关键因素，然后建立SCR脱硝系统进行模拟计算，为脱硝反应器的烟道内布置的导流板和喷氨格栅装置的设计和改进提供一定的优化方法，此方法对于提高脱硝效率起到了积极作用，出口氮氧化物降低明显，保证了机组排放达标运行，调试效果明显，值得向国内其他相似系统类型采用SCR脱硝技术的电厂推广。
参考文献：
[1]苏亚欣,毛玉茹,徐璋.燃煤氮氧化物排放控制技术[M].北京:化学工业出社,2015
[2]高鹏,高明,张建文.600MW机组锅炉低氮燃烧器改造试验研究[J].热力发电2013,42(4):43-47
论文作者:苏伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/14
标签：氧化物论文; 烟气论文; 火电厂论文; 系统论文; 调门论文; 运城论文; 反吹论文; 《电力设备》2017年第27期论文;