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摘要：本文通过对脱硝氨气流量控制系统、氨储罐系统、脱硝控制系统等仪控部分的设计问题进行探讨提出可行的选型原则和优化方案从而完善脱硝系统的设计。
关键词：火电厂；脱硝控制
脱硝作为减少NOx排放的主要手段，成为“十二五”期间火电企业面临的首要任务，由此使得脱硝产业急剧升温，脱硝系统的建设及正常投运也日益重要。目前国内脱硝装置大多布置在省煤器和空气预热器之间，采用选择性催化还原（SCR）脱硝工艺，分为SCR系统和公用制氨系统两部分。但脱硝产业在国内毕竟为新兴产业，存在较大的优化空间。
一、SCR氨气流量控制系统
单台机组脱硝系统对称布置两个SCR反应器，分别对锅炉省煤器出口的两路烟气进行净化。氨气与空气混合后，通过注氨格栅（AIG）与进入催化反应器之前的烟气均匀混合，流经SCR反应器内催化剂模块，发生催化还原反应，生成无毒的氮气和水。
SCR反应器所注入的氨气，主要通过两个气动调节阀，分别对两路AIG的喷氨量进行调节。日常运行时，将其投入自动控制，故障状态下则进行手动调节。而氨气与空气均匀混合时，通常将氨的体积分数（NH３）控制在5%以内，所需空气则由稀释风机提供。当混合气体中的（NH３）达到5%时报警检修；当（NH３）达到8%时联锁关闭关断阀。系统工艺流程见图1。
氨流量函数f（ｘ2），将（NH3）降低到爆炸下极限以下。氨流量计算值由锅炉烟气量、进口（NH3）、氨－氮氧化物比（n（NH3）/n（NOx））的乘积所得。NH３投入量过低或过高时都将会降低脱硝效率；当NH=投入量过高时，还会造成出口（NH３）超标，影响锅炉运行安全。因此设置氨流量限值函数f（ｘ3），控制氨－氮氧化物比小于1.1，见图2。
通常氨气的流量均采用流量孔板测量，氨气体积由于受温度、压力影响较大，因此流量孔板测量的数值需要加温度、压力修正，存在偏差较大的问题。采用先进的智能型质量流量计，则可以更为准确地测量氨气的流量。
二、烟气连续监测系统（CEMS）及其布置
脱硝装置进口烟道监测参数有：NOx质量浓度ｍ?（NOx）、O2质量浓度ｍ?（O２）；出口烟道监测参数有：氨逃逸率、ｍ"（O２）、ｍ"（NOx）等。每台机组省煤器出口的两路烟气对应两个SCR反应器，总共需四套CEMS监测装置，其中出、入口各两套。一般把CEMS系统监测装置布置在现场小屋内，由于小屋所在平台空间有限，要求小屋面积尽量能缩小。
以300MW机组为例，该小屋布置在机组两侧23.4m标高的SCR反应器附近平台上，该平台宽度约7.5m，上面装有稀释风机及氨气流量控制系统等就地设备。通常小屋内除了布置CEMS监测机柜外，还有1台DCS远程机柜，两个电气配电柜。根据常规设计，CEMS制造厂会设计４个监测主机柜，小屋尺寸设计为5000mm（宽）×6500mm（深），平台剩余空间狭小，影响稀释风机的检修空间。因此可要求CEMS厂商针对其产品特点，把两套出口、两套入口监测装置各自集中在一个主机柜内，或把单台SCR反应器对应的出、入口监测装置集中在一个主机柜内，这样只需两个主机柜即可，小屋尺寸相应缩小为4600mm（宽）×5400mm（深），可节省出大的空间作为稀释风机检修空间。
三、液氨储罐测点设计
液氨储罐温度控制及液位测量为消防监测的重点。目前，氨储罐温度测量有两种布置方式：①氨储罐温度测量布置在储罐中间下部，温度计测量端完全浸没在液氨中。②氨储罐温度测量布置在氨储罐的正上方，温度计测量端相对较长。
两种方式都有应用，但由于后者可以利用氨罐上方的检修平台，更易维护。对于液氨储罐液位测量，设计可依据测量仪器的不同类型进行选择，见表1。
从表1可见：磁翻板液位计优势明显，能保证液位测量的准确性。磁翻板液位计还可配带液位变送器，送出4～20mA的电流信号至中央控制室，满足就地显示和远方监测的双重要求。
结语
随着国家对环保要求的提高，必将有越来越多的脱硝装置投入运行，设计人员也将对脱硝系统的设计更加熟悉，无疑会促进脱硝工艺的发展，完成NOx减排任务。
参考文献：
[1]黄少中，左源，赵立志．关于脱硝电价政策的研究和建议［R］．北京：国家电力监管委员会，2010．
[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会．GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准［S］．北京：中国环境科学出版社，2012．
[3]环境保护部．HJ563-2010火电厂烟气脱硝工程技术规范（选择性催化还原法）［S］．北京：中国环境科学出版社，2010．
论文作者:孟德强
论文发表刊物:《电力设备》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/12/23
标签：氨气论文; 反应器论文; 测量论文; 流量论文; 储罐论文; 烟气论文; 系统论文; 《电力设备》2015年5期供稿论文;