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1、多点实时测量技术脱硝精准喷氨方案一、研究及实施背景：2014年9月12日，国家发改委、国家环保部、国家能源局联合发文“关于 印发煤电节能减排升级与改造行动计划（20142020年）的通知”中要求， 稳步推进东部地区现役30万千瓦及以上公用燃煤发电机组实施大气污染物排放 浓度基本达到燃气轮机组排放限值的环保改造。即在基准氧含量6%条件下，氮 氧化物排放浓度分别不高于50毫克/立方米）。针对“行动计划”，国内火力发 电集团提出了“超净排放”、“近零排放”、“超低排放”、“绿色发电”等类 似的口号。在节能减排行动方案及计划的背景下，为确保烟气达标排放和节能减排效 果，更好的解决脱硝系统出现的喷氨实时
2、性差、过量喷氨、喷氨不均、空预器堵 塞等问题，进行了 SCR智能喷氨及分区控制方面的积极探索。依据电力行业标准和国家环保标准，在NOx超低排放形势下，脱硝系统的运 行效率接近SCR技术的临界值，过量喷氨风险大，进而导致以下问题：（1）氨逃逸率大，增大了能耗；（2）空预器堵塞，增大引风机电耗；（3）电除尘器极板、极线裹灰，影响除尘效率；（4）煤灰中氨盐含量高，影响煤灰的综合利用；（5）自动无法投入或效果差，增加了劳动强度；综上所述的问题均源于硫酸氢氨。以下为脱硝反应方程式：+ 6H （1）主要2+ 6HO （2）主要2基本反应方程式4NO + 4NH + O 4N3 2 24NO2 + 2NH3
3、 + O 3N 226NO + 4NH 5N + 6HO （3）3 2 26NO + 8NH 7N + 12H O （4）2 3 2 2 副反应方程式SO +1/2O SO （5）2 2 3NH + SO + HO NHHSO （6） 3 3 2 4 4通过上述方程式分析得出以下致使硫酸氢氨生成的因素：（1）催化剂的SO / SO的转化率；（1%）23（2）SO的数量级；2（3）锅炉燃烧生成的SO ；3（4）温度；（5）氨逃逸量；过量喷氨；（局部、整体）1、数据采集滞后2、流场及浓度场不均3、氨 氮摩尔比（整体、局部）4、操作（手动、自动）动态调整；催化剂性能；通过上述分析得出，由于（1）-（
4、4）基本属于难以调控或者调控成本较高 的变量，可控的过量喷氨就成了控制问题的关键。二、解决方案：众所周知，脱硝系统具有工艺流程简单、反应时间短等特点，而现有的检测 装置抽气式CEMS仪表由于分析工艺流程复杂（伴热取样、样气预处理、烟气分 析、数据处理及传输），普遍测量滞后90-150秒，因此类似巡测、轮测等方案 均为通过这种方式测量的数据（通过增加取样点轮流或循环测量）进行反馈调整 脱硝喷氨无法满足精准喷氨的要求,根本无法得到理想的效果；而在烟道上原位 式安装的多点测量分析技术方案恰恰实现了扬长避短，3秒钟实现数据测量及传 输，低延时的反馈至DCS通过逻辑计算后指导调整优化喷氨，将大大提高了精
5、准 效率。1、技术路线：分区改造分区实时测量分区调平总量控制1.数据采集的滞后 问題；红外紫外间接测星响应时 间A 100秒原位式仪表直测响应时 间T秒2、浓度场、流场随 负荷变化分区控制分区控沢自动控甸方案合 理性问题前馈+目插值闭环9（修正）动态題摩尔比闭环耳、喷氨格棚平衡度 问题多点轮测勢点同测市场产品H-T2、针对数据采集（NOx/O2）的滞后问题；（采用原位式测量仪表）原位式实时测量仪表与抽气式CEMS比较:原旅实领却表柚气式CEMS系统组成现场传感器+现炀分析、控 制单元；取样撓头+取徉管路+黍统 硕赴理十红（紫）夕卜分析仪 表；响应时间实时测呈响应速度抉；响应 时间100s ;分
6、析轄半导依陶瓷气体传感器测呈 原理现场直接测量f测星 倾性高r植点陳；红（紫）外分析原理.容 易妥背景乓干扰影响,样 吒经过部件坏节过多，容 易引起测量偏差；NOX応區狈寸呈惡可以测呈NOX轄T 无需折算韓换.测NOX数 据准确性高；红（紫）外分析仪只能测 量NO 不能直接测量NOX总呈r需要进行转 换折算NOX总星；设备操作维护人性化鮒单，操tm 单维护周期12周；系统坏节寥硕魁理需日 常维护检修，维护周期平 均为1周；现场安装方武测点位置现场安装；取样换头安装在现场通 过取样管路谕送到分肝机 柜,分析机柜需安装在分 析小屋内；濮（於魏）NOx标值可按42mg/Nm3运行；由于滞后原因无法实
7、时三、实施案例：某电厂350MW机组自超低改造以后一直存在着氨逃逸高、脱硝喷氨自动无法 正常投入（控制不稳定）、脱硝出口NOx数值与总排口NOx数值不匹配、还 原剂（尿素）耗量过高、空预器堵塞严重清理周期短等问题，基于以上探索，采 用氮氧化物实时技术路线进行了精准喷氨改造。（一）流场优化部分:1、在省煤器出口水平烟道变径内设置 1 组大尺寸静态混合器，该静态混合 器为三角翼形式，布置为单侧导向，起到变径导流和烟气混合的作用；2、修改上升烟道底部的 1 组导流板，使烟气经过导流板导流后烟气流动角 度得到矫正，另外弧板由原来的90直角形式改为60，可降低烟气灰分下落 的阻力，可防止水平段烟道积灰；
8、3、SCR 上气室增设 5 组导流板，起到均流的作用，消除整流格栅安装间隙 形成的局部高速区；增设 2 组出口导流板，用于减少出口烟气偏流对仪表测量 结果和后续换热器磨损等不良影响。（二）喷氨格栅改造：为实现精准调氨控制，原有的10套圆盘式涡流混合器拆除，重新安装新型 喷氨格栅；单侧烟道喷氨格栅分7个区，每个分区调门后包含4个格栅模块，每 个模块设1个DN50手动门控制，由3根支管、30支末端喷管组成，单侧烟道共 计840支喷管，配套先进控制逻辑算法，通过调整分区调门与格栅手动门，实现 机组动态工况下的脱硝精准喷氨。（三）仪表及分区控制改造：1、CEMS更换：本次改造#2机组拆除原SCR入口、
9、出口 CEMS仪表，更换为 NCL1801原位式NOx多点分析仪，测量脱硝出入口 NOx和02浓度，脱硝系统单 侧烟道入口安装2个测点，出口安装4个测点，各测点相互独立，同步测量实时 输出数据；2、原双侧共10支DN125喷氨管道全部拆除，改造为14支DN100喷氨管道, 安装手动一次门、文丘里流量计、气动调节蝶阀及格栅模块控制手动门。3、DCS扩展：所有新增测点信号接至本次技改新增DCS扩展柜，通过光缆 接至主机DCS，实现远程监视与控制。通过上述改造以后，机组脱硝系统工况得到了极大的改善，脱硝自动投入正 常，设定参数后不再需要人工监视，氨逃逸大大降低，机侧与实验室手工测量都 在lppm的低水平运行，通过三个月运行数据统计分析，还原剂消耗量下降约 2 0%，空预器易堵问题得到极大改善，实现了精准喷氨的改造效果。综上所述，基于实时测量技术路线的精准喷氨方案能针对性的解决当前脱硝 系统的普遍痛点（测量滞后导致的控制策略失效），是值得推荐的精准喷氨技术 路线。
