火電廠脫硝環(huán)保系統(tǒng)改造及優(yōu)化分析

劉紹偉

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，人們生活水平得到很大提高，人們開(kāi)始高度注重環(huán)保問(wèn)題，一些城市環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重對(duì)人們的生活造成影響，為促使電廠可以在符合國(guó)家環(huán)境控制標(biāo)準(zhǔn)的情況下運(yùn)行，在實(shí)際發(fā)電過(guò)程中要對(duì)脫硫脫硝設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的改造，達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，本文結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，探討火電廠脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備的改造方式，并進(jìn)行改造后設(shè)備控制優(yōu)化的分析，以此作為火電廠脫硫脫硝處理的理論依據(jù)，提升環(huán)保質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：火電廠 脫銷環(huán)保 改造 優(yōu)化

0引言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題是我國(guó)首要面臨的問(wèn)題之一，部分城市環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)影響到人們正常生活，國(guó)家相繼下發(fā)法律文件，力求將環(huán)境問(wèn)題解決。發(fā)電集團(tuán)為達(dá)到國(guó)家環(huán)境控制標(biāo)準(zhǔn)，將脫硫煙道旁路進(jìn)行封堵，并進(jìn)行脫硫脫硝設(shè)備改造，提升環(huán)保質(zhì)量。本文主要分析火電廠機(jī)組脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備改造方式，并對(duì)改造后的設(shè)備進(jìn)行研究，并對(duì)機(jī)組環(huán)保設(shè)備制造行業(yè)發(fā)展方向進(jìn)行探索。

1脫硝環(huán)保系統(tǒng)存在的問(wèn)題分析

本文以我國(guó)某電廠某一機(jī)組為例對(duì)脫銷環(huán)保系統(tǒng)存在問(wèn)題進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其存在以下問(wèn)題。

（1）煙氣連續(xù)檢測(cè)系統(tǒng)（CEMS）測(cè)量不準(zhǔn)確且頻繁故障

某機(jī)組CEMS系統(tǒng)采用的是抽取法檢測(cè)，其“L”型采樣抽取管道過(guò)長(zhǎng)，造成近1min測(cè)量的延遲;脫硝裝置區(qū)域煙塵濃度較高，最大高于20000mg/m3，有濾塵器進(jìn)行過(guò)濾，煙塵濃度大，容易濾塵器堵塞，濾塵器堵塞會(huì)使測(cè)量值偏低延遲加大，清理濾塵器過(guò)程中會(huì)造成測(cè)量中斷;脫硝裝置區(qū)域除了煙塵濃度高，還存在高流速顆粒物，對(duì)檢測(cè)探頭的沖刷打磨非常嚴(yán)重;現(xiàn)有的抽取法儀器使用普通特氟龍管線不能適用260℃以上高溫，脫硝裝置區(qū)域煙氣溫度高，大于40℃，會(huì)變形或加速老化;脫硝后煙氣含逃逸氨，在低于280℃時(shí)會(huì)產(chǎn)生銨鹽結(jié)晶，進(jìn)而堵塞管線。

（2）噴氨調(diào)節(jié)閥流量特性差

某機(jī)組脫硝系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，噴氨流量經(jīng)常大幅波動(dòng)，調(diào)節(jié)閥線性惡化，調(diào)節(jié)閥動(dòng)作頻繁，經(jīng)常在完全關(guān)閉和打開(kāi)之間反復(fù)波動(dòng)，造成整個(gè)系統(tǒng)振蕩，出口氮氧化物濃度超標(biāo)。經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)制氨過(guò)程中蒸發(fā)器溫度和出口氨氣壓力不穩(wěn)定是噴氨流量波動(dòng)大的成因。

（3）噴氨自動(dòng)控制品質(zhì)差

某機(jī)組原噴氨控制策略為傳統(tǒng)PID單回路，用出口氮氧化物濃度與設(shè)定值之間的偏差乘以PID函數(shù)加上負(fù)荷變動(dòng)前饋，控制噴氨調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，以到達(dá)出口氮氧化物濃度設(shè)定值。

當(dāng)爐膛燃燒發(fā)生變化時(shí)，SCR入口氮氧化物濃度隨之變化，出口氮氧化物濃度會(huì)發(fā)生跳變，噴氨調(diào)節(jié)閥劇烈擺動(dòng)，氮氧化物排放超標(biāo)。每隔1h的脫硝系統(tǒng)吹掃過(guò)程中，出入口氮氧化物濃度測(cè)量設(shè)備會(huì)保持當(dāng)前值，造成近3敏的盲區(qū)，測(cè)量恢復(fù)后，噴氨調(diào)節(jié)閥會(huì)劇烈擺動(dòng)，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。

2火電廠脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備改造分析

2.1脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備改造

隨著各項(xiàng)環(huán)保技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，在進(jìn)行燃煤電廠系統(tǒng)控制的環(huán)節(jié)中，可以完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制，新建機(jī)組可以采用自動(dòng)化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組控制系統(tǒng)的革新。燃煤電廠控制系統(tǒng)可以采用流行的分散控制系統(tǒng)方式，確保電力系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。如今，人們?cè)絹?lái)越重視環(huán)保，我國(guó)也積極地采用國(guó)內(nèi)外大量的環(huán)境保護(hù)技術(shù)，在建設(shè)火電機(jī)組脫硫脫硝設(shè)備中，需要完善施工工序，嚴(yán)格按照國(guó)家環(huán)境保護(hù)法的要求進(jìn)行，尤其是在針對(duì)大量的控制機(jī)組設(shè)計(jì)中，更要著重考慮節(jié)能環(huán)保。在改造火電廠相應(yīng)系統(tǒng)硬件的過(guò)程中，還需要進(jìn)行大量工業(yè)化軟件的研制，并且還要給設(shè)備增加自動(dòng)化診斷功能，可以借助互聯(lián)網(wǎng)通信對(duì)軟件診斷效果進(jìn)行升級(jí)，以及完善各類軟件。另外，在開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)軟件中，程序設(shè)計(jì)人員要依據(jù)人們的電力需求改造程序，促使系統(tǒng)具備更良好的監(jiān)控功能。

2.2噴氨自動(dòng)投入的研究

在將噴氨自動(dòng)化設(shè)備投入到系統(tǒng)中時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)分析目前機(jī)組的負(fù)載情況，并對(duì)機(jī)組產(chǎn)生的煙氣流量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后在通過(guò)合理國(guó)畫(huà)，將噴氨自動(dòng)化設(shè)備合理融入其中。在鍋爐燃燒的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)實(shí)施降低氨燃燒操作，然后將得出的數(shù)據(jù)分析，才能夠得到最終精確結(jié)果。研究人員在進(jìn)行調(diào)試和設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，應(yīng)當(dāng)在滿負(fù)荷的情況下，對(duì)流量的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，在程序優(yōu)化過(guò)程中，可以通過(guò)函數(shù)方式，對(duì)煙氣流量進(jìn)行自變量和因變量方式分析。

通過(guò)對(duì)函數(shù)計(jì)算結(jié)果分析，能夠大致了解煙氣排量。噴氨自動(dòng)化設(shè)備能夠?qū)γ摿蛎撓醍a(chǎn)生的效果進(jìn)行合理評(píng)價(jià)，也可以利用煙氣分析儀器對(duì)煙氣檢測(cè)的數(shù)值設(shè)立控制標(biāo)準(zhǔn)，煙氣分析儀的質(zhì)量會(huì)對(duì)煙氣數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生影響。在噴氨自動(dòng)化設(shè)備使用之前，應(yīng)當(dāng)將煙氣分析儀設(shè)計(jì)好，然后制定煙氣流量標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)脫硝的效果進(jìn)行計(jì)算，對(duì)氨氣流量進(jìn)行監(jiān)控。

3火電廠脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備優(yōu)化分析

3.1應(yīng)用脫硝檢測(cè)新技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化

針對(duì)原有抽取式檢測(cè)方法產(chǎn)生的各種缺陷，現(xiàn)采用噴射引流+煙氣回流組合探頭的新技術(shù)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，探頭示意如圖1所示。

新技術(shù)產(chǎn)品采樣探頭為煙道旁直接測(cè)量，取消了采樣抽取管道，實(shí)際響應(yīng)時(shí)間為5s以內(nèi);采樣探頭的工作原理是基于文丘里效應(yīng)，持續(xù)向煙道內(nèi)噴射壓縮空氣，探頭前端不加濾塵器，利用高溫顆粒物的流動(dòng)性，將含顆粒物的煙氣引至煙道外傳感器下方檢測(cè)，再與噴射空氣混合送回到煙道內(nèi)，這樣屏蔽了煙塵濃度高低對(duì)檢測(cè)的影響。該技術(shù)在一個(gè)傳感器內(nèi)連續(xù)完成了氧氣的檢測(cè)、二氧化氮向一氧化氮的轉(zhuǎn)換和氮氧化物的檢測(cè)，傳感器由氧化鋯厚膜材料組合成一體結(jié)構(gòu)，測(cè)量池、加熱和控溫均密閉在傳感器中，解決了環(huán)境惡 劣對(duì)傳感器的影響;整個(gè)探頭結(jié)構(gòu)均為金屬或陶瓷制品，沒(méi)有塑料/橡膠等不耐高溫的部件;雙池厚膜氧化鋯傳感器工作溫度大于800 ℃，無(wú)需降溫可以直接檢測(cè)大于300℃ 煙氣，當(dāng)煙氣溫度小。

3.2風(fēng)煙系統(tǒng)自動(dòng)優(yōu)化措施

現(xiàn)在風(fēng)機(jī)入口壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力不是很好，容易受到風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)的影響。當(dāng)送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)發(fā)生異常后，增壓風(fēng)機(jī)就會(huì)受到一定的干擾，如果不能及時(shí)地調(diào)整，就會(huì)導(dǎo)致增壓風(fēng)機(jī)入口處的壓力非常大，甚至出現(xiàn)跳閘的情況。所以，機(jī)組在實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)中，應(yīng)該打開(kāi)旁路。增壓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)在使用中是串聯(lián)的，所以，他們之間的影響非常大，機(jī)組在正常運(yùn)行的環(huán)節(jié)中，系統(tǒng)會(huì)處于穩(wěn)定的狀態(tài)，參數(shù)也不會(huì)產(chǎn)生太大的差異，引風(fēng)機(jī)的爐膛壓力也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的調(diào)節(jié)。但是如果兩臺(tái)風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中發(fā)生了異常，如磨煤機(jī)會(huì)出現(xiàn)突然跳閘的情況，這時(shí)壓力就不能實(shí)現(xiàn)很好的調(diào)節(jié)，會(huì)導(dǎo)致機(jī)組發(fā)生故障。在風(fēng)機(jī)觸發(fā)后，爐膛內(nèi)的壓力會(huì)發(fā)生很大的變化，增壓風(fēng)機(jī)的入口煙氣會(huì)產(chǎn)生很大的波動(dòng)，在接受信號(hào)后，調(diào)節(jié)會(huì)發(fā)生滯后性。在增壓風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)中，對(duì)引風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)會(huì)產(chǎn)生很嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致惡性循環(huán)，在自動(dòng)調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)中會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的震蕩情況，導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)失速的情況，嚴(yán)重的會(huì)發(fā)生設(shè)備損壞。

結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的環(huán)保意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，火電廠煙氣脫硫脫硝裝置應(yīng)該不斷地提質(zhì)增效，完善脫硫脫硝控制系統(tǒng)的性能，才能進(jìn)一步滿足人們的環(huán)保要求，才能實(shí)現(xiàn)機(jī)組的節(jié)能、高效、環(huán)保運(yùn)行，為我們的碧水藍(lán)天做出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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