某电厂脱硝系统优化调整效果分析

耿学军，黄 辉，罗俊俊，陈旭光，程剑丰，陈 涛

（1.黄冈大别山发电有限责任公司，湖北 黄冈438300；2.国网湖北省电力公司电力科学研究院，湖北 武汉430077；3.湖北方源东力电力科学研究有限公司，湖北 武汉430077）

1 系统简介

湖北某电厂采用选择性催化还原法（SCR）脱硝系统，还原剂为尿素水解［1-6］产品含氨蒸汽。脱硝装置的烟道及反应器位于锅炉省煤器与空预器之间的高含尘区域，不设置烟气旁路系统。氨喷射格栅放置在SCR反应器上游的位置，烟气在锅炉出口处进入一个垂直的反应器里。每台反应器催化剂层数按2＋2 模式布置，初装2层预留2层。脱硝反应器出口烟气参数如表1所示。

2 优化调整措施

在脱硝系统进口A、B侧烟道沿横向分别均等划分为12个喷氨区域（如图1所示），每个喷氨区域沿烟道深度方向分别布置3 个喷氨点，每侧烟道共布置36 个喷氨点，36个喷氨手动阀和配套的差压表计。本次脱硝优化调整［7-30］重点为喷氨手动阀的优化调整。

2.1 调整依据及目标

根据调整前脱硝系统出口烟气中NOx分布特性来调整各反应段区域喷氨手动阀位置，通过改变各反应段区域进氨量大小来优化脱硝出口NOx分布场和反应器脱除效率（以反应器脱除单位质量NOx所需的氨蒸汽质量来衡量）等，达到脱硝反应器出口烟气中NOx分布更均匀、出口烟道CEMS测点代表性更强、反应器脱除效率更高的目的。

表1 脱硝系统出口烟气参数Table 1 Flue gas parameters of denitration system outlet

图1 脱硝系统各反应段区域喷氨手动阀布置图Fig.1 Layout of manual valve for ammonia injection in each reaction section of denitration system

2.2 调整措施

由于现场各反应段区域喷氨手动阀虚行程太大，故本次以进氨管道差压大小作为调整依据，阀门开度仅作参考。根据调整措施实施前对脱硝系统出口测得的烟气中NOx分布场和速度场分布特性，对A、B 侧脱硝系统出口靠近两侧的A1～A8喷氨区域和B5～B12喷氨区域手动阀进行适当调整，其它喷氨区域手动阀维持初始全开位置不变。具体调整措施如表2所示（表2中“/”表示不进行调整操作，维持初始全开状态）。

3 调整效果评估与分析

脱硝系统优化调整效果按出口烟气中NOx分布均匀性好、CEMS 测点代表性强、反应器脱除效率高3 个指标进行评估分析。

3.1 NOx分布均匀性评估与分析

调整前、后脱硝系统出口烟气中NOx分布均匀性通过网格法测得的各测量孔NOx数据样本标准差来评估与分析。调整前、后脱硝系统出口烟气中NOx分布场如图2所示。

调整前3 个试验工况下测得的结果表明：优化调整前，脱硝出口烟气中NOx排放量沿出口烟道横向方向由固定端至扩建端类似正态分布规律（即中间区域NOx排放量大，两侧区域NOx排放量小），分布不均现象严重；并且机组负荷变化不影响脱硝系统出口烟气中NOx分布特性。优化调整后，脱硝出口烟气中NOx排放量沿出口烟道横向方向由固定端至扩建端基本呈均匀分布规律，消除了调整前严重分布不均现象。调整前、后各试验工况网格法测得的NOx数据样本标准差值（见表3）计算结果表明：实施优化调整措施后，脱硝系统出口实测的NOx数据样本标准差由20～30减少至6～7，样本标准差越小表明脱硝系统出口烟气中NOx分布越均匀。

备注：样本标准差计算按式（1）得到：

3.2 CEMS在线测点代表性评估与分析

调整前、后脱硝系统出口CEMS 在线测点代表性通过在线测量数值与网格法实测数据偏差来评估与分析。

从表4 中数据可以看到，优化调整后脱硝系统出口CEMS 在线NOx测量值与网格法实测值偏差明显变小，即脱硝系统出口CEMS 在线测量结果更接近实际值，表明优化调整后脱硝系统出口CEMS 在线测点更具有代表性。

3.3 反应器脱除效率评估与分析

调整前、后脱硝反应器脱除NOx效率通过反应器脱除单位质量NOx所需的氨蒸汽质量指标来评估与分析。由于在完成A侧反应器优化调整后A侧反应器进口氨流量计出现结晶导致在线流量表计无数值显示，故本文只对A、B 侧脱硝反应器脱除效果进行分别评估。A反应器评估负荷为500 MW左右，B反应器评估负荷为660 MW 左右，反应器脱除效果评估与分析如表5所示。

表2 脱硝系统优化调整措施（单位：Pa）Table 2 Measures for optimal adjustment of denitration system(unit:Pa)

表3 脱硝系统优化调整前、后NOx数据样本标准差Table 3 Sample variance of NOx data before and after optimal adjustment of denitrification system

表4 脱硝系统出口CEMS在线测点代表性评估与分析Table 4 Representative evaluation and analysis of Cems on-line measurement points for exports of denitration systems

表5 调整前、后脱硝反应器脱除效果评估Table 5 Evaluation of denitrification effect before and after adjustment

4 结语

1）通过对脱硝反应器各反应段区域进氨手动阀适当调整，脱硝出口烟气中NOx排放量沿出口烟道横向方向由固定端至扩建端基本呈均匀分布规律，消除了调整前中间区域NOx排放量明显高于两侧区域NOx排放量这种严重分布不均现象，提高了氨蒸汽的利用率。

2）通过优化调整，脱硝反应器出口CEMS 在线测点代表性更强，更能真实地反应烟气中实际NOx排放水平，提高了脱硝系统自动控制的精度。

3）通过优化调整，A、B侧脱硝反应器脱除掉单位质量NOx所需要的氨蒸汽质量均有所减少，提高了A、B侧脱硝反应器脱除效率。