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關於熱式氣體流量計在脫硝取樣系統改造與最佳化中的應用

點選次數╃╃:897 釋出時間╃╃:2021-01-25 16:18:39
摘要╃╃:簡要概述中電投寧夏臨河電廠的脫硝系統流程◕☁₪,總結在脫硝取樣系統最佳化改造之前存在的問題◕☁₪,並分析原因◕☁₪,提出針對性的措施◕☁₪,以解決脫硝存在的主要缺陷◕☁₪,確保脫硝系統能夠穩定可靠地執行◕☁₪,提高電廠的經濟性以及達到國家的節能環保要求╃•☁✘☁。
1 研究背景
臨河發電廠一期為 2×熱式氣體流量計◕☁₪,1 號✘•│•、2 號熱式氣體流量計分別於 2011 年 6 月 12 日✘•│•、7 月 2 日完成 168 小時試執行 , 投產發電╃•☁✘☁。其中 1 號✘•│•、2 號熱式氣體流量計分別於 2014 年 05 月✘•│•、06 月投入脫硝系統◕☁₪,並使用目前使用較廣泛的選擇性催化還原技術◕☁₪,簡稱 SCR╃•☁✘☁。系統自投運以來◕☁₪,由北京中電興業有限公司設計生產的脫硝取樣器暴露出的問題較多◕☁₪,特別是在該系統投運之初◕☁₪,脫硝 CEMS 系統的故障率較高◕☁₪,嚴重影響了整套脫硝系統的安全執行◕☁₪,後來幾經分析和調研◕☁₪,並逐一改進◕☁₪,故障發生率穩步下降◕☁₪,取得了明顯的效果╃•☁✘☁。
1.1 脫硝取樣系統簡介
CEMS(Continuous Emission Monitoring System) 即連續煙氣監測系統◕☁₪,本廠使用直接抽取取樣法進行測量╃•☁✘☁。其工作原理╃╃:被分析的煙氣經過探頭後◕☁₪,被該探頭內裝的燒結濾芯所過濾;樣氣過濾後成為較純淨的氣體◕☁₪,經過電伴熱管線進入冷凝器除水✘•│•、二次過濾後好終到達分析儀表╃•☁✘☁。取樣探頭帶有電加熱器◕☁₪,從取樣探頭出口到分析儀表櫃入口的取樣管採用電加熱取樣管◕☁₪,可將被分析氣體加熱到 90 ~ 120℃◕☁₪,從而避免煙氣中所含水分在輸運過程中冷凝或結凍◕☁₪,確保易溶於水的氣體組份的分析精度╃•☁✘☁。本廠脫硝 CEMS 系統裝置由北京中電興業公司提供◕☁₪,其中分析儀為 ABB AO2020 Uras14 型紅外分析儀◕☁₪,每臺鍋爐各設兩套◕☁₪,分為 A✘•│•、B 側╃•☁✘☁。其中◕☁₪,入口為一根取樣管線◕☁₪,用於測量煙氣 NO 含量◕☁₪,出口為一條取樣管線◕☁₪,用於測量煙氣中 NO✘•│•、O2 含量◕☁₪,NOx 的值由 NO 乘以經驗值換算而來╃•☁✘☁。
1.2 脫硝取樣系統改造背景
國家頒佈的新標準中關於氮氧化物( NOx )的排放質量濃度的限值為 100 mg /m 3 ◕☁₪,且要求到 2015 年國內已執行和新建火電熱式氣體流量計要全部安裝煙氣脫硝設施╃•☁✘☁。隨著環保新標準的實施◕☁₪,火力發電廠鍋爐減排壓力越來越大◕☁₪,脫硝作為減少 NOx 排放的主要手段◕☁₪,成為“十二五”期間火電企業面臨的首要任務 ◕☁₪,隨著節能環保的要求越來越高◕☁₪,NOx 測量精準程度的要求也越來越高 ╃•☁✘☁。本廠自脫硝投運以來一直存在 NOx 測量不準確✘•│•、不穩定的問題◕☁₪,導致供氨調門無法投自動◕☁₪,嚴重影響到 NOx 排放的穩定性◕☁₪,嚴重違背了節能環保的理念╃•☁✘☁。
1.3 N O x 測量不準原因分析及解決辦法

2 脫硝取樣系統改造與最佳化
2.1 取樣管線過濾環節的最佳化
在投運之初◕☁₪,1B 出口每次在反吹結束時取樣管線存在憋壓現象◕☁₪,導致蠕動泵出口橡膠管瞬間膨脹◕☁₪,加速了橡膠管的老化程度◕☁₪,需要經常更換橡膠管╃•☁✘☁。經多方查詢◕☁₪,反覆驗證確認◕☁₪,發現問題出現在燒結濾芯上╃•☁✘☁。因中電興業公司提供的燒結濾芯較小且過濾效果差◕☁₪,容易積灰堵塞◕☁₪,造成煙氣的通透性較差◕☁₪,以及取樣探頭處容易板結◕☁₪,從而造成取樣流量始終偏低◕☁₪,由此造成反吹時管線存在憋壓現象╃•☁✘☁。所以聯絡了中電興業公司專門定做了過濾效果好的大號濾芯◕☁₪,這樣在源頭上就能過濾掉大部分的煙氣灰塵◕☁₪,並更換了測量氣室入口清潔過濾器◕☁₪,在浮子流量計出口與分析儀表入口之間加裝了阻水半透膜◕☁₪,有效防止了氣室再次進水進灰被汙染◕☁₪,好後將原來已經汙染的氣室更換掉╃•☁✘☁。
2.2 更換冷凝器
由於以前的冷凝器雙進雙出是整合在一根冷凝罐上◕☁₪,冷凝效果不是很理想◕☁₪,蠕動泵出口很少有冷凝水排出◕☁₪,冷凝罐出力差╃•☁✘☁。經多方考察取證◕☁₪,決定選用雙級冷凝罐◕☁₪,冷凝罐為單好分開的兩個◕☁₪,經實際使用驗證後◕☁₪,能夠達到所需要的冷凝效果╃•☁✘☁。
3 改造最佳化後的效果
在改造最佳化之前◕☁₪,出入口 4 個測點經常存在測量偏小或者壞點的現象◕☁₪,熱控人員需要花費大量的時間和精力去處理缺陷◕☁₪,極大地增加了重複的工作量◕☁₪,每個月脫硝的缺陷幾乎佔到總缺陷數的 25%╃•☁✘☁。經過此次 #1 熱式氣體流量計的脫硝取樣系統的改造最佳化後◕☁₪,NO 示值穩定可靠(圖 1)◕☁₪,噴氨調門可以投入自動◕☁₪,提升了本廠的自動投入率◕☁₪,減輕了執行的監盤壓力◕☁₪,並且幾乎沒有缺陷◕☁₪,減少了熱控維護人員的工作量╃•☁✘☁。

4 結語
經過對本廠脫硝取樣管路的最佳化改造◕☁₪,主要取得了以下成果╃╃:一是減少了脫硝 CEMS 系統的維護工作量◕☁₪,降低了熱控維護人員的勞動強度◕☁₪,極大地降低了維護費用◕☁₪,在改造最佳化之前◕☁₪,由於管線過濾效果差◕☁₪,平均每個月就需要清洗一次取樣泵◕☁₪,每季度更換一次取樣泵◕☁₪,改造最佳化後取樣泵均能使用到其平均壽命(9 個月)◕☁₪,僅此一項每年可為公司節約 4.3 萬元╃•☁✘☁。二是徹底根治了 NOx 長期測量不準◕☁₪,極大地提高了 NOx測量的精確性╃•☁✘☁。三是可以使噴氨調門投自動◕☁₪,使出口 NOx 的值保持在理想範圍內◕☁₪,降低了執行人員的監盤強度╃•☁✘☁。四是提高了噴氨的經濟性◕☁₪,在保證煙囪出口 NOx 不超標的前提下◕☁₪,減少了噴氨量◕☁₪,降低了氨逃逸率◕☁₪,預防了因噴氨量過多而產生的亞硫酸氨銨鹽堵塞空氣預熱器受熱面◕☁₪,進而引起引風機的喘振◕☁₪,危及熱式氣體流量計執行安全╃•☁✘☁。

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