脱硝CEMS预处理系统优化分析

脱硝 CEMS主要故障分析及改善措施摘要：国家能源集团荆门发电有限公司6号、7号机组脱硝烟气在线监测系统投入使用５年后故障频发，设备可靠性差，严重影响脱硝系统运行，甚至造成环保考核事件。

电厂生产技术人员在生产实际中不断摸索，深入分析故障原因，总结经验，不断改善措施，结合完善的维护制度，最终提高脱硝ＣＥＭＳ运行可靠性。

关键词：脱硝；CEMS；故障；可靠性1 引言国家能源集团荆门发电有限公司（荆门公司）6号、7号机组（640MW）采用的是SCR选择性催化还原反应脱除氮氧化物，配套直接抽取式脱硝烟气在线监测系统（CEMS）。

由于安装在SCR入口和出口处，处于高温度、高粉尘、高腐蚀气体等恶劣工况下，脱硝CEMS故障频发，严重影响脱硝系统运行。

2 荆门脱硝CEMS主要故障及其原因分析通过统计了2018年1月~6月脱硝8套CEMS故障平均次数为18次/月，故障有分析仪故障、冷凝器故障、采样探杆堵塞、伴热管线加热异常、蠕动泵排水不畅、采样探头加热异常、湿度仪报警、采样泵出力不足等，其中分析仪故障、冷凝器故障、采样探杆堵塞三种故障占每月故障的70%以上。

2.1 分析仪故障原因分析荆门公司脱硝CEMS 8台U23分析仪型号均为7MB2335-1PE00-3AA1，测量气体为NO，已使用6年。

分析仪故障主要表现在以下3个方面：2.1.1分析仪测量漂移分析仪设定每6小时自动校验零点，每月进行一次人工校验零点及量程。

正常情况下每月无需人工校验，零点漂移和测量误差均在允许范围内。

出现分析仪测量漂移一般出现在CEMS小间空气污染的情况。

CEMS系统设计零点校验时，采集的是CEMS小间内的空气（脱硝CEMS校验零气为空气），小间为密闭空间。

当采样管线有泄漏时，造成小间气体污染，自动校验零点时，修正系数越来越大，最终导致分析仪测量值漂移。

2.1.2分析仪硬件故障脱硝CEMS的8台U23分析仪投用使用6年，均出现过硬件故障，有分析仪气室污染，少数为按键失灵、屏幕花屏、压力传感器失灵、凝液罐堵塞。

火电厂脱硝CEMS系统应用及故障处理姓名：刘鹏部门：设备部专业：热工保护2013 年9 月15 日论文摘要介绍了CEMS系统在火电厂的应用情况及工作原理、构成。

重点对CEMS系统测量参数常见故障进行分析并逐一排查原因，找出发生故障的部件，提出措施，以提高CEMS系统运行的可靠性和准确性，降低故障率。

关键词：CEMS 故障分析处理措施目录一、引言----------------------------------------------------------3二、系统介绍------------------------------------------------------3 （一）工业以太网Modbus TCP/IP介绍--------------------------------3 （二）控制系统介绍------------------------------------------------3 （三）网络结构介绍------------------------------------------------5 三、网络解决方案--------------------------------------------------5 （一）PLC系统配置-------------------------------------------------5 （二）网络的搭建和交换机配置---------------------------------------7（三）服务器和操作站配置-------------------------------------------8（四）软件配置-----------------------------------------------------9四、网络结构优化--------------------------------------------------10（一）网络硬件配置------------------------------------------------10（二）软件系统设计-------------------------------------------------10五、结束语---------------------------------------------------------11CEMS是英文Continuous Emission Monitoring System的缩写,即“烟气排放连续监测系统”。

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。

火电厂脱硝CEMS系统应用及故障处理姓名：刘鹏部门：设备部专业：热工保护2013 年 9 月 15 日论文摘要介绍了CEMS系统在火电厂的应用情况及工作原理、构成。

重点对CEMS系统测量参数常见故障进行分析并逐一排查原因，找出发生故障的部件，提出措施，以提高CEMS系统运行的可靠性和准确性，降低故障率。

关键词：CEMS 故障分析处理措施目录一、引言----------------------------------------------------------3二、系统介绍------------------------------------------------------3（一）工业以太网Modbus TCP/IP介绍--------------------------------3（二）控制系统介绍------------------------------------------------3（三）网络结构介绍------------------------------------------------5三、网络解决方案--------------------------------------------------5（一）PLC系统配置-------------------------------------------------5（二）网络的搭建和交换机配置---------------------------------------7（三）服务器和操作站配置-------------------------------------------8（四）软件配置-----------------------------------------------------9四、网络结构优化--------------------------------------------------10（一）网络硬件配置------------------------------------------------10（二）软件系统设计-------------------------------------------------10五、结束语---------------------------------------------------------11CEMS是英文Continuous Emission Monitoring System的缩写,即“烟气排放连续监测系统”。

600MW燃煤机组脱硝系统喷氨优化调整效果分析摘要：针对某600MW燃煤机组SCR脱硝系统投运后出现喷氨量不均、CEMS表计偏差大、氨逃逸报警等问题，通过喷氨优化调整，改善了脱硝装置入口氨氮摩尔比分布情况，消除了脱硝效率过高和过低的区域，使A、B侧SCR反应器出口截面NOx浓度分布趋于均匀，相对标准偏差CV值分别从133%、81%减小至31%、32%，平均氨逃逸浓度分别从4.20μL/L、3.01μL/L降低至1.31μL/L、1.32μL/L，局部氨逃逸浓度峰值分别从7.05μL/L、5.38μL/L降低至1.78μL/L、1.73μL/L。

SCR出口NOx浓度分布均匀性得到明显改善，CEMS取样测量代表性提高，不同区域脱硝效率波动减小，局部氨逃逸浓度峰值显著降低。

关键词：燃煤机组；烟气脱硝；氨逃逸；喷氨优化调整1引言对SCR脱硝系统而言，氨耗量和氨逃逸是非常关键的运行指标，喷氨不足时会导致NOx排放超标，受到环保部门考核；喷氨过量时又会导致氨逃逸超标，逃逸的氨气与烟气中的三氧化硫发生反应生成硫酸氢铵，造成下游空预器等设备堵塞，威胁机组的安全稳定运行［1］。

超低排放改造后，燃煤机组NOx的排放限值进一步降低，在脱硝入口NOx浓度不变的情况下，脱硝效率大幅提升，对脱硝装置性能的要求也同步提升。

对于完成超低排放改造后的脱硝装置，氨耗量和氨逃逸的大小很大程度上取决于脱硝装置入口烟气中氨氮摩尔比分布的均匀性，均匀性越好，SCR脱硝装置的性能越佳［2］。

另一方面，在机组运行过程中，飞灰堵塞、冲蚀或者ABS堵塞会影响SCR反应器截面局部催化剂活性，喷氨格栅和喷氨支阀的磨损、堵塞会改变脱硝入口氨气流量的分配，这些因素都会影响脱硝装置的性能。

为此，需定期进行喷氨优化调整试验，改善SCR入口氨气分配的合理性，减小氨耗量和局部较高的氨逃逸浓度，使脱硝装置处于最佳运行状态。

文献［3］针对SCR脱硝系统喷氨格栅运行效果对脱硝系统的影响进行说明，列举了喷氨格栅实际运行中存在的问题，说明了喷氨格栅优化调整的必要性，并对喷氨格栅优化调整的试验方法、预期效果及注意事项等进行了介绍。

燃煤锅炉脱硝系统的运行优化分析氮氧化物是化学燃料在燃烧过程中产生的由氮氧化而成的物质，它不仅对人的呼吸系统造成伤害，还损害动植物，破坏臭氧层。

当一氧化氮进入大气后与氧气化合，生成二氧化氮，继而二氧化氮变为硝酸根，硝酸根遇雨被冲刷降落地面形成酸雨，氮氧化物是引起酸雨的主要物质之一，同时氮氧化物也是形成温室效应和光化学反应的主要物质之一。

而火电厂、垃圾焚烧厂和水泥厂等都是氮氧化物产生和排放的主要场所，所以燃煤企业的减排受到格外的重视。

目前全世界降低燃煤排放有效的主要方法大致可分为以下四种：3.1 低氮燃烧技术即在燃烧过程中控制氮氧化物的生成。

低氮燃烧技术主要适用于大型燃煤锅炉等方面；低氮燃烧技术只能降低氮氧化物排放值的30%～50%，要进一步降低它的排放，必须采用烟气脱硝技术。

3.2 选择性催化还原技术即主要用于大型燃煤锅炉，它是目前我国烟气脱硝技术中应用最多的。

3.3 选择性非催化还原技术主要用于垃圾焚烧厂等中、小型锅炉，技术成熟，但其缺点是效率低于选择催化脱硝技术，优点是投资小、建设周期短。

3.4 选择性催化还原技术和选择性非催化还原技术相结合主要在大型燃煤锅炉低氮氧化物的排放和场地受限的情况下使用，也比较适合于旧锅炉改造项目。

4 脱硝系统的工艺原理目前国际上普遍使用选择性非催化还原脱硝和选择催化剂脱销的方法。

4.1 脱硝技术主要采用选择催化剂的脱硝方法主要发生在催化剂、氨和烟气在催化的作用下发生的反应。

混合气体在催化剂的作用下与烟气混合进入脱硝反应器。

脱硝反应主要在310℃～410℃的范围内进行，当反应器超出此范围控制系统会自动报警并且停止氨的供给，而脱硝反应的产物水和氮烟雾会进入空气预热器中。

氨作还原剂将氮氧化物催化还原为N2，烟气中的氧气很少与氨气反应故放出热量小，烟气脱硝技术的脱销效率可达到90%以上，它是最成熟也是最可靠的一种脱硝技术。

4.2 选择性非催化还原脱硝工艺选择性非催化还原脱硝工艺是将含有氮氧化物基的还原剂（如氨气、氨水或者尿素等）喷入温度为850℃～1150℃的炉膛区域，氨气、氨水和尿素等还原剂通过安装在屏式过热器区域的喷枪喷入，氨气、氨水和尿素等还原剂迅速热分解成氨气和其他副产物，随后氨气与烟气中的氮氧化物进行选择性非催化还原脱硝反应而生成氮气和水。

脱硝的控制系统优化发布时间：2021-06-17T14:35:40.427Z 来源：《基层建设》2021年第6期作者：关鹏丁建学陈天池[导读] 摘要：SCR脱销系统由于是大惯性大迟延系统自动控制系统的控制精度差、响应时间长。

通过新控制方案大幅度提高了SCR脱销系统自动控制系统的调节品质，并解决氨逃逸高的问题。

华能包头第三热电厂内蒙古包头市 014000摘要：SCR脱销系统由于是大惯性大迟延系统自动控制系统的控制精度差、响应时间长。

通过新控制方案大幅度提高了SCR脱销系统自动控制系统的调节品质，并解决氨逃逸高的问题。

关键词：SCR脱销；大惯性；大迟延；自动控制系统前言SCR脱销系统以其较高的脱销效率的优势，成为了我国大型火电机组脱销系统的主流技术。

在脱销装置的运行中，控制系统的重要性越来越突出，其控制品质直接关系到脱销运行成本和环保指标考核。

脱销系统控制的关键参数是喷氨量，对喷氨量调节必须既要保证出口NOx的浓度满足要求，又要保证脱销效率和较低的氨逃逸率。

目前国内SCR脱销装置的喷氨量控控制策略设计过于简单，与脱销对象不相适应。

脱销控制对象的整个响应过程达十几分钟，是典型的大滞后被控对象。

目前普遍采用的控制策略均为简单的PID的方案，无法获得良好的控制品质。

主要由于按偏差确定控制作用以使输出量保证其在期望值的反馈系统，对于滞后大的控制对象，其反馈控制作用不能及时影响系统的输出，以致引起输出量的过大波动，直接影响控制品质。

而由前馈和反馈控制系统组成的复合控制方案能够有效的补偿外扰对整个系统的影响，并有利于提高控制精度。

主要存在的问题：目前，脱销装置的喷氨量控制方案主要有以下两个问题：1、控制策略过于简单。

脱销控制对象的整个响应过程达十几分钟，是典型的大滞后被控对象。

目前普遍采用的控制策略为简单的PID方案，无法获得良好的控制品质。

2、控制系统的运行过分依赖于测点的完好主要问题是CEMS仪表的定期吹灰、标定会使测量值瞬间突变。