脱硝CEMS预处理系统优化分析

摘要：随着环保要求的不断提高，脱硝系统的稳定运行显得尤为重要。脱硝CEMS预处理系统的可靠性直接影响脱硝系统设备运行的稳定性和环保数据的监测和传输。本文针对我厂脱硝系统运行中存在的问题，提出了相关的改造措施，降低了脱硝的故障率，提高了脱硝CEMS预处理系统稳定性。

关键词：脱硝CEMS预处理系统；选择性催化还原脱硝技术；采样装置；

引言

随着全国电厂环保要求的不断提高，全国电厂脱硝系统的改造也基本完成。脱硝系统的稳定运行直接涉及到电厂环保指标的排放。脱硝CEMS预处理系统是属于电厂脱硝环保设施的重要组成部分，CEMS预处理设备的稳定和可靠直接影响到脱硝环保数据的监测和采集，涉及到电厂环保经济指标的考核。所以提高脱硝CEMS预处理系统的可靠性才能保证脱硝系统的稳定运行。

1 脱硝技术介绍

为了降低NOx 的排放，必须对燃烧后的烟气进行脱硝处理。目前通行的烟气脱硝工艺大致可分为干法、半干法和湿法三类。其中干法包括选择性非催化还原法（ SNCR） 、选择性催化还原法（SCR） 、电子束联合脱硫脱硝法；半干法有活性炭联合脱硫脱硝法；湿法有臭氧氧化吸收法等。其中SCR 脱硝工艺以其脱硝装置结构简单、无副产品、运行方便、可靠性高、脱硝效率高、一次投资相对较低等诸多优点在电厂脱硝中得到了广泛应用。

SCR是目前最成熟的烟气脱硝技术，是一种炉后脱硝方法[1]。选择性催化还原法（SCR）是利用还原剂（NH3，尿素）在金属催化剂作用下，选择性地与NOx反应生成N2和H20，而不是被02氧化，故称为“选择性”。在选择催化还原工艺中，催化剂直接布置在锅炉之后，即通常所说的高灰分烟气段布置[2]。烟气中氮的氧化物主要成分是NO和NO2，其主要反应方程式为：

4NH3+4NO+O2=4N2+6H20 [1]

8NH3+6NO2=7N2+2H20 [2]

我厂2号机组为660MW燃煤机组，后期改造新增烟气脱硝设施。脱硝设施采用选择性催化还原（SCR）脱硝技术降低氮氧化物（NOx）排放浓度。目前现场已安装的CEMS设备位于SCR烟道进口、出口两侧，用于实现对NOx排放、脱硝效率的实时监测。

2 脱硝CEMS预处理系统优化

2.1改造必要性

由于脫硝现场的高温、高尘、高腐蚀等特点，使得配套安装的CEMS易在复杂工况下出现适应性问题。现场采样装置在该现场使用过程中出现的易积灰堵塞，维护间隔周期较短问题。针对上述问题，通过现场试验比对，对系统提出了改造方案。

2.2 采样装置改造

针对脱硝现场易积灰堵塞，维护间隔周期较短问题，对采样装置进行了重新设计，改进了采样装置结构，改造后的采样装置如图1，改造后使得小微粒进入管路的可能性大为降低，同时通过减少无效采样的烟气量，降低现场采样滤芯堵塞的可能性。同时，加入脉冲式反吹控制，可进一步预防粉尘在采样滤芯上的快速附着，从而降低现场人工维护量。

图1改造后脱硝CEMS采样装置

2.3预处理装置改造

2.3.1反吹截止电磁阀改造

改造前采样的反吹截止电磁阀存在易腐蚀损坏问题，经对故障样品进行分析，故障原因为现场的烟气中高浓度腐蚀性气体接触到阀内动作部件，动作部件因与高浓度腐蚀性气体的长时间接触而受到损坏。最终表现即为阀芯不能完全切断烟气或不能完全导入烟气。在常规现场此类现象很少出现，但在工况复杂的现象表现得较为明显。

针对这个问题，对电磁阀进行了重新选型。新电磁阀阀芯与动作部件之间完全密封阻隔，保证了动作部件不会与烟气接触，同时阀芯采用全PTFE材质，确保了恶劣工况下的电磁阀的适应性与稳定性。

2.3.2预处理气路改造

由于现场尘量大的特点，为加快探头吹扫气体的反应时间，将原机柜内的吹扫电磁阀移至采样箱体内。快速的气体吹扫可有效预防烟道内的粉尘在采样探杆上的沉积及采样滤芯上的附着。

预处理气路的改造后的原理图如图2，通过对采样泵的有效抽取流量进行控制，减少无效烟气抽取量。无效烟气抽取量的减少不会影响气体分析仪的烟气导入量，但却可以降低采样滤芯堵塞的机率；同时较少的无效烟气抽取量还可以减轻制冷器、蠕动泵的工作压力，使得整体人工维护间隔时间得到有效延长。

图2改造后的采样气路原理图

3改造优势

改造后的脱硝CEMS预处理系统运行稳定可靠，较之前故障率明显下降，也提高了整个脱硝系统运行的可靠性。

（1）降低了预处理系统的运行负荷。对CEMS预处理的气路系统的优化，降低了无效烟气的排放，减少了采样泵和制冷器系统的工作压力，从而延长了设备使用的周期和寿命。

（2）降低了维护成本。根据脱硝烟气尘量大的特点，将原先机柜内部的吹扫电磁阀移至就地采样箱内部，并延长吹扫时间，有效的预防了烟道内部的粉尘在采样探杆上的沉积和采样滤芯的附着。减少了人为干预清理探头的次数，降低了维护成本，也保证了设备的可靠运行。

（3）大大提高了脱硝系统运行的可靠性。通过对脱硝CEMS预处理系统的优化改造，降低了故障的发生率和设备的维护率，同时也提高了整个系统运行的稳定性和可靠性。

参考文献

[1]许佩瑶，康玺.燃煤锅炉烟气中N0 脱除机理研究进展[J].环境科学与技术，2007，30（7）：109一l14.

[2]周良峰，田建，尹华强.氨法SCR烟气脱硝技术研究进展[J].四川化工，2007，10（3）：38—42.

[3] 赵全中，田雁冰.火电厂烟气脱硝技术介绍[J] .内蒙古电力技术，2008，26（4）：89-91

作者简介：

陈京蔚（1986—），男，学士学位，研究方向为火力发电厂脱硝技术