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1、燃煤机组SCR脱硝催化剂性能评价与寿命管理系统摘要：针对发电企业烟气脱硝催化剂工程管理经验较为缺乏的现状.设计开发了 燃煤机组SCR脱硝催化剂性能评价分析与寿命预测管理系统。该系统构建了催化 剂性能信息数据库。可存储多个机组的自投运以来的催化剂性能检测数据、跟踪 催化剂活性变化、获得并定期更新催化剂寿命曲线。系统还建立了催化剂寿命预测模型，并能根据当前SCR脱硝效率、系统投运时间、 进出ElNO。浓度等实时信息对催化剂进行性能评价与寿命预估.可为催化剂的换 装与优化运行提供技术指导。该系统在催化剂生产企业的成功投运，加强7SCR 系统运营方与催化剂厂商的数据共享和技术交流。对脱硝系统的安全、经
2、济、可 靠运行发挥了重要作用.具有广阔的应用前景。关键词：燃煤机组;脱硝催化剂;性能评估;寿命预测;换装优化选择性催化还原(SCR)脱硝工艺是目前国内外燃煤机组应用最广泛的脱硝技术之 一.作为SCR脱硝工艺的核心，催化剂的性能对No。的整体脱除效率和NH，逃逸 率有着直接影响、对整个脱硝系统的安全经济运行有着至关重要的作用。及时准确地掌握SCR催化剂活性指标既是指导脱硝系统运行优化调整的基础.也 是催化剂寿命预测与换装管理的依据。但是由于中国燃煤机组烟气脱硝技术研究 起步较晚.大部分电厂尚未充分意识到SCR催化剂性能定期检测评价与寿命预测 管理工作的重要性。同时催化剂供应商也面临着如何有效管理
3、多厂多机组、长时间跨度、多元化的催 化剂活性数据.如何利用繁杂的数据进行催化剂性能评估与延寿分析等问题。另 外，由于之前催化剂的关键技术主要依赖进口.国内对催化剂的性能评价、寿命 分析、运行优化及换装管理等方面的研究还较少。因此，在脱硝性能实验的基础上建立催化剂检测信息管理与分析平台，对于有效 开展催化剂性能评价与管理工作有着重要的实际意义。本文介绍了新开发的“燃煤机组SCR脱硝催化剂性能评价与寿命管理系统”(以 下简称催化剂管理系统)。该系统设计并构建了催化剂性能信息数据库.跟踪催化 剂活性变化并定期更新催化剂寿命曲线：系统还建立了催化剂寿命预测模型，并 根据脱硝效率、系统投运时间、进出口
4、NO。浓度等实时信息对催化剂进行性能 评价与寿命预估.可为催化剂的换装与优化运行提供技术指导。1系统设计1.1系统数据流燃煤电站SCR催化剂性能评价与寿命管理是一个复杂的过程：软件系统的开发不 仅需要获取催化剂本身的性能指标.还需要采集与生产工况紧密联系的烟气参数. 因此所涉及的数据源较多，图1给出了详细的结构设计。-数州滴， 拎伯渝圈1 春统数据威程与控制流程活性检测、录入与数据采集模块是支撑系统其他功能的基础。通过Web网页手动 录入接口，实验记录人员将定期检测的催化剂活性基础数据录入系统.所需的现 场生产运行及SCR工艺流程信息则通过厂级监控信息系统（SIS）采集。利用数据 中心强大的关
5、系数据库.数据录入与采集模块整合了大量的分析、预警和优化所 必需的信息：主笑包括生产信恩（如机组负荷、：圳气寒数等）， 催化剖信息如取样位置、脱珀累计运行时间等 及催化剖一一之特性报警值如法化副活性报警值、 貌垃转化率报警值等） 借助这此伯.息，系统将基J,反应器性能汁笄模型和依化剖忧位管理计 算模型实现性能数据分析.寿命预测盛孵和换装 优化指导等业务助能1.2 网络架构系统网绛推柩J如寰I 2 所示，累毓部吝袍三某电 为皿于*司MIS侧，从SIS卡此掌服务-器我收邛I 产近彳了救据一 河琵过成川服井耕亢或和芯讦耸. 订-算纽艰及芷.人倚总仃1i若M .左京致加；岸,龈 用完仝的FV5模式向客
6、户端用户担匕咨间、M比、 报瞥反魂装才冒导等伯息、ilGid Weh浏始的方式， 册it副f其点t&j-rt箕人 员.Li j 苏鸟鬻人责口丁剧nu罕一 佛fis剂沽，住伯 E、. Ji i权限r&tv迎人 只还e k寸t台伯总进i泄护出眠务器按 n机引勺召用服瓣器 引$践掂昨图2 网络架构2系统功能和特点催化剂管理系统的主要功能就是实现燃煤机组SCR脱硝催化剂的性能评估与寿 命管理.共分为活性检测与录入、信息查询与分析、寿命预测与报警以及催化剂 换装优化与指导4个模块。2.1催化剂活性检测与信息录入该模块采用分类的方式登记催化剂信息.包括SCR系统设计信息和催化剂性能试 验信息。为严格标记每
7、次试验.活性试验数据录入时需完整记录检测电厂名称、 机组信息、检测次数、取样时间、检验时间、预计下次检验日期、检验人员、录 人人员及审核人员。针对电厂计划停机间隔周期较长、催化剂活性试验机会较少的特点.为了能够实 现各电厂（机组）间SCR催化剂运行信息的共享（如较晚投运SCR系统的电厂可借 鉴较早投运的同类型电厂的经验、对同时段投运的电厂间催化剂活性变化进行对 比等），本系统还具有多厂多机组催化剂统一管理的功能.2.1 .1 设计信息录入该模坎次刖 广5CR 戴计侑忘的记哉与管瑰， 一HF女期#肱cd rf AJ-和fJLIL fri 必XJ .伯走.型一. 书 向.现 粗的SOR 系拶E进彳
8、亍。羔存饴， 州偌13 所示，录人 惟枯；.*蜜也主烟； .-蛆观 厂 轴J 筋恤我1伸 化荆活褂制 0社万剧分有1匕较白勺J /!国5 不同电厂间指标对比分析对此了使用蜂窝催化剂且投运时间超过1 000 h 的各电厂氨逃逸率n若进一步控制机组装机容量 （如选择600 MW机组）相同，并保证所选电厂 烟气量和烟气温度在同一水平，研究者可分析其 他条件相似的电厂间不同人口 NQ浓度对筑逃逸 造成的影响口2.2.3同一 SCR条蜿不同时间对比模块诙模块姗I电于同- SCR系统不同时间的活性 对此.皿常配合版警模坎I：作脖系统段警模坡 盛示SCR .茶统基-匚艺特性指标超限，并.直该指标 一在某-时
9、间段内右在突变的后势研究者口I通N 疏模块痉询这段时间内变化较大的几何或理化特 忏指标，为该机S SCI4催化剂失活机理的分析提 供支撵，进而指导（崔化剂的吠灰、再生或换装等 策略。2.3催化剂寿命预测与报警催化剂辞命预-测与报警是保证电厂却济、环 保及可靠运和的美链.如图6听示*系统提供工直离催化剂检测结果的可信度；另一方面分析运行 环境对脱硝性能的影响，针对催化剂烧结、磨蚀、 堵塞、沾污/遮蔽、中毒同等失活的问题，系统采 取催化制宏观J L何特性指标和微现理化特性指标 进行表征，具体指标项目根据催化剂类别（如蜂 窝、平板或波纹板）有所变化时虬 录入界面如图 4所示陶6 惟化荆工艺特性指标报
10、警界面I 芝；牛上叫拒标的无0 J脱斥竹液衫、敏J丞J建，徉、 土 h/EJ 1:1淬1乂以印M匕齐U占的 一 岭E&W河去右 你；ffi f J g炉L汛f七4钮七悍蚊的I很巾J和I，船杓：IT勺E就 Nl. if：ij p i理寸羊I明.布尚城-奉-柯（很化剂洒怕-竹为相耕担棚T 通过艾4址：卫个拧？十示lrlI总也L , f* hK 5CR 奉鸵职的 箱.sc化*初 戏 化 m h F 住.缶；*.敏 冷r傥 加 穴I淬j ii1低，. 轼型E 土遂给、so ./so,1匕 帝 以.恍降jiv用新tl能够 又寸屈i,时竟 氧电安:A HS ）药t书丘 便化齐I拜n曰M办口顼楠：辨 表if
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12、次催化剂 活性检测试验点(如囹7中的线段CE或CD),即制e沥室；彳r小j荒-丑把4匕芹u &勺贝iji hii义竖.以仃的刷 夹 沽rit；卜蛀v ( 3)段宝虻菲斗-彩习、尸(】.1返 抑;比 丸 洒巾妾七 的占 r:x m 会口* i片任E 4匕齐U角=?姓启r 季洗A L凫J席f欠口七风渚|尘1己,女n圈 7 4$ V K上,加眼厢 F J?A瘢E 仆L和健化利m厂 Zj=命 Fill裁的失宜禹挡必%十笄 F 政映会小2_|.产 工史Et孑冕3 C ii hi 饮能 .3系统应用成效该系统已在某催化剂生产企业安装使用.投运初期已积累了 8套SCR系统的催化 剂信息。该系统运行6个月以来.实
