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燃煤电厂脱硝设施运行绩效提升技术研究

2017-06-02 10:48:56 来源:网络
3.1煤的燃烧控制

煤的燃烧控制包括配煤掺烧和燃烧器调整,以往配煤掺烧注意的是热值和硫分,在控制NOx的要求下应该加入挥发分指标。

(1)进行配煤掺烧。在低负荷时,配烧低挥发分、低热量的煤种,能起到提高排烟温度的效果。燃料挥发分降低时,煤粉着火推迟,燃烧的时间增加,造成炉膛出口温度增加,排烟温度升高。另外,燃料的性质影响着锅炉的排烟温度,燃料低位发热量降低,在锅炉出力维持不变时,将直接导致燃料量的增加,烟气量和流速升高,结果使排烟温度升高。

(2)优化燃烧控制。优化燃烧调整可从从两个方面着手:一是抬高燃烧器摆角,使火焰中心上移,从而使炉膛出口烟温升高;二是在低负荷时,在保证燃烧安全的情况下,相对增加上层的燃料量、减小下层的燃料量,这样也能达到火焰中心的位置上移的效果,进而提高烟温。

3.2流场均布调整

脱硝流场不均会造成一侧通流阻力大、压损高,氨氮混合不均、烟道积灰、加速内构件磨损;催化剂局部积灰严重,加速催化剂磨损;氨逃逸超标,加速空预器堵塞和腐蚀性。

(1)流场均布调整。在机组启动前(风机试转期间,锅炉冷态通风条件)下,对SCR各层催化剂进口流场(以上层为主)进行多点风速测试,了解SCR设备的积灰、磨损及烟道内部具体结构状况和流场分布的基本情况,可判断进口流场是否均匀、烟道设计是否合理,并为后期可能进行的数值模拟及烟道整流改造提供基础数据。

(2)喷氨格栅优化。根据不同的负荷下烟气的流速情况对该区域的喷氨手动调整阀进行调节,根据测试结果适当调整喷氨系统以及相关系统。在SCR进口流场、NOx浓度相对均匀的条件下,通过预测试、氨空调节总阀调整、氨空调节分阀调整、故障排除后喷氨装置调整等试验内容,以达到SCR出口NOx及氨逃逸相对均匀,缓解空预器堵灰的目的。同时,可对比分析氨空调节前后的效果。

(3)运行中保持合适的氨氮摩尔比。当氨氮摩尔比由0.7缓慢增加时,脱硝效率是线性增加的,而此时氨的逃逸率是缓慢增加的。氨氮摩尔比达到1.05时脱硝效率达到最大值;随后随着氨氮摩尔比的增加,脱硝效率是减小的,NH3超量的话NH3氧化等副反应会增大。

当氨氮摩尔比超过1时氨气逃逸率会呈抛物线状急剧增大,从而造成对环境的二次污染,也影响脱硝设施运行的经济绩效。

4定期催化剂性能检测

近几年脱硝催化剂市场竞争激烈,催化剂检测中发现存在主要问题有:降低催化剂生产成本、钛白粉质量不达标、成型催化剂单元体存在长度方向的形变、催化剂成型后质地不均匀、催化剂比表面积和微观孔隙率显著偏低、活性低等。这些问题都直接或间接影响催化剂寿命、脱硝效率和脱硝装置运行可靠性。

因此有必要对催化剂性能和状态进行定期检测评估,科学制定催化剂全寿命管理措施,确保SCR脱装置核心部件运行稳定可靠。运行中的催化剂通过分阶段的定期性能检测,可以充分掌握催化剂状态,对催化剂惰化时间进行评估;并且通过检测数据可以指导运行优化,结合催化剂性能状况和工况条件优化运行控制,确保脱硝催化剂可靠稳定运行,同时确保脱硝系统的绩效。

5脱硝自动化逻辑优化

脱硝系统对供氨量的控制通常采用基本控制方式,即固定摩尔比控制或者固定效率控制方式。在该控制方式下系统按照固定的NH3/NOx摩尔比脱除烟气中NOx。该喷氨系统的主调节器调节对象为脱硝反应器出口烟气NOx的含量,副调节器的调节对象为脱硝系统氨空混合器前氨气流量。

此控制策略投运以来,当入口NOx浓度稳定时,脱硝效果显著,但是在入口NOx浓度出现较大波动时,往往会出现调节响应迟缓,从而影响还原剂喷入过少或喷入过多的现象,这样就造成了喷氨系统自动回路投入不稳定,长久下来会严重影响脱硝系统的长期稳定运行。

提高脱硝控制逻辑的稳定性也能提升脱硝运行绩效,可以采用主控回路取出口NOx浓度作为过程值进行调节,辅控回路取供氨流量作为过程值进行调节。同时,在串级控制框架的基础上,增加多个消除干扰因素或者多种参考变量值的控制措施,使之能够快速响应、消除干扰,最终达到精确控制的目的,逻辑优化结果是能在入口NOx浓度有较大波动时,优化后的喷氨系统向氨气流量调节机构迅速发出指令,对烟气出口NOx浓度进行调节,使之在短时间内趋向设定值。

6结语

(1)超低排放标准的执行,50mg/m3的排放要求比200mg/m3的排放标准绩效提高了304%。

(2)推行全时段全负荷脱硝技术,当低负荷40%及以下时间全年累积超过1200h,将影响排放绩效降低155%。

(3)对运行工况和参数优化,分为燃烧端控制、流场均匀性调整、保持合适氨氮摩尔比。定期对在运催化剂进行性能测试,了解催化剂状态,保证其在较高的活性区间。

(4)结合电厂实际情况对脱硝自动化逻辑进行优化,确保脱硝设施自动装置的稳定运行。