600MW机组脱硝CEMS环保系统的优化

吕巍 刘洋

（1、沈阳洛卡环保工程有限公司，辽宁 沈阳 110013）

（2、北京中科润和工程设计研究院有限公司，北京 100041）

CEMS环保系统是连续监测大气污染源排放情况，并将获得的信息数据实时传递到相关管理部门的装置。针对CEMS环保系统在实际的应用中，存在的倒挂现象，文章以某电厂总装机4×600MW运行过程为例，分析了其问题的发生原因。与此同时，提出了脱硝CEMS环保系统的优化方法。

1 CEMS环保系统的存在问题原因

某电厂总装机的容量为4×600MW，在脱硫出口NOX时，其含量要高于脱硝出口NOX含量。这就会导致CEMS环保系统在具体运行的过程中，出现NOX倒挂的现象。通过NOX平均值的计算在自检修前，脱硝出口NOX平均值是小于脱硫出口NOX平均值含量的。而在进行自检修的期间，脱硝需要加一层催化剂这就使得脱硫出口含量要大于脱硝的出口含量。事实证明，此过程中CEMS环保系统的倒挂现象明显。

600MW机组在运行过程中每个侧孔的NOX含量都不尽相同，其中中间测孔的NOX含量较低，两侧的测孔NOX含量较高。这一现象出现的原因是，每个侧孔所对应的喷氨手动门开度与烟气流场的运行存在问题。当侧出口的CEMS取样探头接近中间的测孔时，其CEMS值就低。如果CEMS值较低，通过氨氮平衡计算就可以得出，系统在运行的过程中理论上所需的NH3含量要明显大于实际的喷氨量。这就使得氨氮平衡的计算误差范围远远超过了允许的误差值[1]。

2 脱硝CEMS环保系统的优化方法

倒挂现象的出现，是由于600MW机组在进行的自检的过程中加入一层催化剂的缘故，这就使得喷氨的浓度和风道流场发生了一定变化。此种状态下，CEMS环保系统的脱硝出口NOX含量不能代表当前总装机的运行状况。针对这一问题，首先，要明确这一电厂的实际运营情况，然后再采取相应的方案措施对其进行优化控制。这是减少NOX倒挂现象发生以及物料不平衡问题的优化方法。

2.1 优化气态喷氨流量

优化气态喷氨流量是指，升级气态喷氨流量调节阀的自动控制功能。具体来说，就是将原来的被控对象脱硝效率单回路升级为，能够根据氨氮平衡来调节喷氨流量的串级回路控制。升级后的气态喷氨流量可以有效的缩小与实际的喷氨量差值。对气态喷氨流量调节阀自动逻辑中的PV值选用脱硫出口的NOX值，根据自动调节的结果对氨氮平衡进行调整和分析[2]。

2.2 优化SCR装置

对600MW机组的SCR装置进行优化，可以实现反应器SCR入口喷氨的均匀性。此外，还可以对其实用性能进行试验，具体来说就是对侧喷氨手动门组重新定位。调整完喷氨的浓度场后，就可以使各个测点的NOX浓度矩阵计算误差减小。其具体的调整过程为，对于摸底测试和预备测试。首先，要将实测反应器SCR各个进出口的NOX浓度，分别与在线NO/O2分析仪表的DCS显示值进行比较，这是为设定脱硝效率试验所做的准备工作。其次，在SCR装置处于满负荷状态下调节喷氨流量，这样就可以使脱硝的效率达到70%。而后，再测量反应器SCR进出口的NOX浓度分布和氨逃逸浓度分布。最后，就可以初步评估氨喷射分配状况和脱硝装置的效率。

对于喷氨的优化过程。同样，也需要在600MW机组处于满符合的作用下根据反应器出口的NOX浓度分布情况,对SCR系统的AIG氨喷射系统各支管的氨喷射量进行优化平衡调整。这是降低反应器出口的局部过大氨逃逸浓度,从而提高脱硝装置的整体脱硝效率有效措施。满负荷下的调整约需4-5个工况,在满负荷下调平后,还需在中负荷下进行验证微调。AIG调平后，反应器出口的NOX分布相对标准差CV值通常小于15%[3]。

对于最大脱硝效率，是在机组高、中、低三个负荷点的情况下，调整气氨的喷射量。这一过程中，氨逃逸浓度和测试脱硝效率就会获得各个负荷点的最大脱硝效率。至此，氨逃逸浓度和测试脱硝效率就可以为600MW机组的运行过程，提供合理控制氨喷射量的指导。其中，三个负荷点需要6-8个试验工况，而且每个工况每台反应器出口化学吸收法采集六个氨逃逸样品。

2.3 优化气态氨气测量装置

将现有气态氨气的测量机构进行优化，具体来说就是将气态的氨气质量流量计优化为平衡流量计。平衡流量计又名体积流量计，其可以在增加流量计前直管段的同时，还能够满足机组对流量测量的需求。

3 结语

综上所述，脱硝CEMS的优化，能够实现利用自动调节的结果对氨氮平衡进行准确的调整和分析。其中对于SCR装置的优化，是通过初步评估氨喷射分配状况和脱硝装置效率的的方法，来对获得最大脱硝效率的控制。随着我国市场经济发展进程的不断加快，CEMS环保系统所监测的大气污染源排放情况是保证其稳定发展的重要组成部分。对其进行优化是提高CEMS环保系统测量准确性的有效控制措施。

[1]王奇伟.600MW机组脱硝CEMS环保系统的优化及实践[J].安徽电力,2013,04∶15-18.

[2]刘爱民,徐光宝,杨亚熙.600MW机组脱硝控制系统优化浅析[J].华北电力技术,2013,02∶32-35.

[3]李仁刚,邵建设,陈凯,孙娟,孙家勇,龚振华,胡浩毅.选择性非催化还原烟气脱硝工艺在利港电厂4×600MW机组上的应用[J].电力科技与环保,2011,01∶38-41.