脱硝喷氨流量波动

SCR烟气脱硝喷氨自动控制分析及优化针对某电厂660MW超临界机组在脱硝系统投运时喷氨自动不能正常投入,无法准确控制脱硝出口NOx排放浓度的问题,分析了喷氨自动控制的影响因素,对现有喷氨自动控制采取移位选取不当的烟气自动监控系统（CEMS）取样测点、调整自动吹扫/标定时间及每路进氨支管手阀的开度等开展优化,优化控制系统逻辑：主调控制回路不再修正摩尔比,副调控制回路在得到喷氨流量后加上人员手动偏置量,优化后脱硝喷氨自动调节可以长时间正常投入,出口NOx排放浓度满足了环保达标排放要求。

某电厂2×660MW超临界燃煤机组，为满足大气污染物环保排放要求，先后对2台机组实施了脱硝改造，采用选择性催化复原(SCR)法开展脱硝，控制系统采用可编程逻辑控制器(PLC)控制，接入辅网开展操作调整。

2台机组脱硝系统在投入运行的过程中，由于PLC实现复杂自动控制的局限性，加之现场设备及脱硝喷氨自动控制设计的不完善，导致喷氨自动无法正常投入，完全依靠运行人员手动控制，无法准确控制脱硝出口NOx排放浓度，也增大了运行人员的工作强度。

下面对脱硝喷氨自动控制系统存在的问题开展深入分析并优化。

1 SCR脱硝基本原理燃煤电厂锅炉产生的NOx主要来源于燃料型NOx和热力型NOx。

根据NOx生成机理，控制NOx的技术主要包括燃烧时尽量防止NOx的生成技术和NOx生成后的烟气脱除技术。

SCR技术是应用最为广泛的烟气脱硝技术，采用NH3作复原剂，烟气中NOx在经过SCR反应器时，在催化剂的作用下被复原成无害的N2和H2O。

烟气中的NOx 主要有NO和NO2，其中NO占95%左右，其余的是NO2。

要实现高效率脱硝，喷氨流量的控制至关重要。

若喷氨量超过需求量，则NH3氧化等副反应的反应速率将增大，降低NOx的脱除效率，同时形成有害的副产品，即硫酸铵(NH4)2SO4和硫酸氢铵NH4HSO4，加剧对空气预热器换热元件的堵塞和腐蚀;若喷氨量小于需求量，则反应不充分，造成NOx排放超标。

脱硝喷氨精准控制技术研究摘要：选择性催化还原脱硝(SCR)目前是减少氮氧化物排放的有效手段，也是建造和改造燃煤装置的首要选择。

SCR的主要控制手段是氨的调节，但我国大多数发电厂没有理由喷洒氨水。

氮氧化物的浓度波动很大，差别很大，导致日常脱硝作业大量消耗氨水，长期运营成本很高；局部氨水泄漏浓度过高，损害了空气预热器，严重影响了机组的安全和经济。

基于此，本文从控制策略和测量两方面对脱硝喷氨的精确控制技术进行了研究。

关键词：燃煤机组；SCR；脱硝喷氨；超低排放前言近年来，电力和电网结构发生了很大变化，对电力单元深度调节、热电联产、智能控制、优化运行和能源储存的要求越来越高。

必须努力提高发电机设备的灵活性、自动化程度和可靠性，参与辅助电力服务市场，提高市场竞争力和可持续性，并增加对市场和社会的投资。

目前，大多数发电厂都采用SCR脱硝方法，提高脱硝系统设备的可靠性、持续的在线监测和经济控制是研究的方向和挑战。

其中，每个装药段的自动脱硝和氨效果是确保符合脱硝环境参数和保证机组参与深度空调和空气预热器安全长期运行的前提条件。

1脱硝喷氨量大原因分析(1)SCR脱硝入口的NOx波动很大。

由于煤分布、燃烧方式、低氮燃烧器的稳定性和可变负荷调节质量等因素，大多数SCR电站入口的NOx浓度波动很大。

(2)NOx的浓度和速度范围不均衡。

NOx浓度场和锅炉输出速度场偏离设计值，可控硅NOx进出口浓度场和速度场因煤炭品种替代、燃烧不均匀、烟尘沉积、催化剂等因素而不一致。

(3)单样代表性差异较总输出大。

SCR输出NOx的单个采样点没有反映所有横截面的NOx浓度值，表示较低，SCR输出和总输出NOx数据之间的差距很大。

(4)CEMS测量落后。

在CCS在线提取中，数据滞后60-90秒(稀释取样超过3分钟)，在线数据与烟气在燃烧通道中的实际浓度不同步，存在时间差异。

(5)喷氨量不能动态分配和调节。

脱硝入口的氨水注入支撑管是一个手动门，不能实时调节SCR入口的氨水量与工作状态，导致氨水不匹配。

影响脱硝喷氨自动调整的因素及对策脱硝喷氨自动调整技术是用氨脱硝模拟器作为控制对象，通过调节喷氨量来维持脱硝效果稳定。

然而，在实际应用中，会受到多种因素的影响，从而影响脱硝喷氨自动调整的性能和效果。

本文将讨论这些影响因素，并提出相应的对策。

首先，影响脱硝喷氨自动调整的因素之一是燃煤质量的变化。

燃煤中的硫含量和灰分含量对脱硝效果有直接影响。

一些高硫燃煤会导致一部分氨浪费，并且会在脱硝过程中产生大量的副产物，如氨合成催化剂和液氨。

因此，为了应对燃煤质量的变化，可以采用燃煤质量在线监测系统，及时调整喷氨量和喷氨周期，以确保脱硝效果稳定。

其次，影响脱硝喷氨自动调整的因素之二是氨气供应的稳定性。

脱硝喷氨自动调整系统需要稳定的氨气供应来维持脱硝效果。

然而，氨气供应可能受到氨气压力、氨气纯度等因素的影响。

因此，可以采用氨气质量在线监测系统，及时监测氨气压力和纯度，并通过控制阀门来调整喷氨量，以确保氨气供应的稳定性。

第三，影响脱硝喷氨自动调整的因素之三是废气流量和温度的变化。

燃煤锅炉的运行条件可能会导致废气流量和温度的变化，进而影响脱硝效果。

这是因为脱硝反应是与废气流量和温度相关的。

为了应对废气流量和温度的变化，可以采用废气流量和温度在线监测系统，及时调整喷氨量和喷氨周期，以确保脱硝效果稳定。

第四，影响脱硝喷氨自动调整的因素之四是系统调节参数的选择。

在脱硝喷氨自动调整系统中，有很多可调节的参数，如喷氨量、喷氨周期等。

选择合适的调节参数对于保持脱硝效果的稳定性至关重要。

可以采用模型预测控制（MPC）等先进的控制策略，结合系统的数学模型，通过优化算法来选择最优的调节参数，从而提高脱硝喷氨自动调整的性能和效果。

综上所述，影响脱硝喷氨自动调整的因素包括燃煤质量的变化、氨气供应的稳定性、废气流量和温度的变化以及系统调节参数的选择。

为了应对这些影响因素，可以采用燃煤质量在线监测系统、氨气质量在线监测系统、废气流量和温度在线监测系统以及模型预测控制等措施，从而提高脱硝喷氨自动调整的性能和效果。

脱硝喷氨系统稀释风量低原因分析及解决方案此解决方案适用于脱硝喷氨系统稀释风取自主机一次风系统。

一、案例分析：某电厂#4机组脱硝系统运行6个月左右，发现喷氨系统稀释风量逐渐下降，A/B侧稀释风流量从5500Nm³/h降到3000Nm³/h。

图一风量为2980Nm³/h图二风量为5933Nm³/h影响：脱硝喷氨系统稀释风量低会造成脱硝率下降，增加喷氨量，从而增加运维的成本。

二、异常原因常见原因：1、稀释风流量计故障或者存在堵塞现象。

2、主机一次风流量低压力小。

3、喷氨格栅母管有积灰。

4、氨空混合器堵塞。

三、实际分析：1、检查流量计变送器，疏通流量计（V锥流量计）。

2、联系主机增加一次风机风量。

重点介绍3和4的原因分析和解决方案。

3、喷氨格栅母管有积灰，由于主机一次风经空预器加热携带灰粉，进入脱硝稀释风管，长时间运行，在喷氨格栅母管水平段形成一定厚度的积灰，此外也易造成喷氨格栅支路、阀门堵塞。

（如下图）四、处理过程：1、喷氨格栅支路阀门全部拆除，进行冲洗，阀门前支路扎积灰袋便于母管积灰清理。

2、每侧喷氨格栅母管开孔，安装检修孔，（如下图）管径≥600mm，建议安装一个检修孔，检修人员可进入母管进行清灰工作。

管径≤600mm，可根据实际情况，每侧母管安装2-3个检修孔，制作长杆清灰耙，伸入母管进行清灰工作，积灰通过下方支路落入积灰袋。

（如下图）3、支路内部堵塞积灰处理：可利用黑胶皮软管接入压缩空气对支路管内进行吹扫，将积灰通过烟道内部喷嘴吹出。

4、氨空混合器堵塞，造成原因氨气存在一定湿度，与稀释风的灰粉混合，会附于氨空混合器的混合片上，积少成多，阻碍了稀释风量。

（如下图）解决方案：将氨空混合器左右的稀释风管做好支架，拆除法兰，进行清理，检查混合片，混合器管壁是否磨损，进行电焊修补。

脱硝氨逃逸危害、影响因素及控制调整摘要：烟气脱硝装置(SCR)是目前各大火电厂重要的环保设施。

为控制脱硝过程中氨的使用量及保护设备，必须监测SCR出口的氨逃逸量，并且要通过运行方式的优化来控制氨逃逸率。

现对氨逃逸的危害及控制措施进行总结。

关键词：脱硝；环保；氨逃逸；危害引言在SCR脱硝工艺中，氨气作为脱硝剂被喷入高温烟气脱硝装置中，在催化剂的作用下将烟气中NOX分解成为N2和H20[1]。

随着锅炉装置运行时间的增加，催化剂的效率降低，且环保要求日益严格，为控制脱硝出口NOX不超标，增大氨气量，造成氨逃逸高于设计指标，严重影响锅炉健康运行。

停炉期间检查锅炉空预器有不同程度腐蚀和堵塞。

一、氨逃逸率高的危害氨逃逸率是影响SCR系统运行的一项重要参数，合理控制氨逃逸率至关重要。

因为如果控制不好，不仅使脱硝成本增加，而且机组安全运行也受到威胁。

其危害性主要表现在以下几个方面：1、造成环境污染，影响环保指标按照《火电厂烟气脱硝技术导则》(DL/296-2011)“采用SCR工艺的脱硝装置氨逃逸浓度不宜大于2.3mg/m3”。

2、空气预热器换热面腐蚀、积灰堵塞SCR系统正常运行时，反应器内残余的NH3与烟气中的SO3和H2O形成硫酸氢铵（NH4HSO4)，硫酸氢铵是强腐蚀物，它在烟气温度为230℃时，开始从气态凝结为液态，对空气预热器中温段和低温段形成强腐蚀。

硫酸氢铵具有很强的黏结性，通常迅速黏在传热元件表面进而吸附大量灰分，造成空气预热器堵灰。

同时，烟气中约有1％的SO2被SCR催化剂转化为SO3，加剧了空气预热器冷端腐蚀和堵塞的可能。

3、引风机电耗增加由于尾部烟道以及空预器积灰堵塞，使引风机出力的增加带来了厂用电率的增加，高负荷时出力的不足造成加负荷受限，影响炉机效益。

低负荷、低烟气量时引风机发生抢风现象，造成炉膛负压大幅波动，危机机组安全运行。

同时由于空预器堵塞不均匀，引起一、二次风圧和炉膛负压周期性波动，堵塞严重时造成机组被迫停炉检修。

脱硝系统喷氨优化调节技术随着火电厂最新大气污染排放标准的颁布及煤电节能减排升级与改造行动计划的实施，燃煤电厂必须更加严格地控制烟气中NOx的排放量。

选择性催化还原（SCR）脱硝技术因脱硝效率高且运行稳定可靠，而被广泛应用于燃煤电厂。

脱硝效率和氨气逃逸率是衡量SCR脱硝系统运行是否良好的重要依据。

标签：脱硝系统;喷氨优化1 前言SCR脱硝系统是在一定温度范围内，在催化剂的作用下实现还原剂（氨）对烟气NOx的脱除反应，副产物为N2和H2O. SCR脱硝系统中的喷氨格栅可促使氨气和烟气在进入SCR反应器前充分混合。

喷氨不均会降低脱硝性能，喷氨过量时氨逃逸量会增大，形成的硫酸氢氨等物质易造成空气预热器堵塞和冷段腐蚀，喷氨不足时会降低脱硝效率。

2 喷氨格栅对脱硝运行的影响喷氨格栅技术作为目前SCR脱硝喷氨应用最多的技术，其喷氨效果决定了催化剂层氨氮分布情况，直接影响脱硝系统的反应效果。

通常所说的喷氨不均，准确地说，指的是喷氨格栅供氨后烟气中的氨氮摩尔比分配不均，即脱硝系统各反应区域的氨量未按预期的氨氮摩尔比进行分配，而不是喷氨量的分配不均。

只有在烟气流场及NOx浓度场绝对均匀的情况下，才要求喷氨量的均匀分配。

在实际工况下，由于催化剂层各个位置流速不同、NO2浓度不同、催化剂实际性能不同，导致实际需要脱除的NOx量以及处理能力不同，进而实际氨需用量也不尽一致。

脱硝运行中，实际喷氨量与氨需用量的不匹配，是导致局部喷氨过量、氨逃逸高、NOx浓度场不均等问题的主要原因。

喷氨过量造成脱硝效率过高，使得出口NOx浓度出现极低值，同时未能参与反应的氨形成大量氨逃逸，进而引发空预器腐蚀堵塞问题;喷氨不足则导致脱硝效率低，出口NOx浓度偏高，易导致排放浓度超标。

由于脱硝系统对NOx浓度、氨逃逸浓度的监测绝大部分采用单点测量方式，因此在喷氨不均的情况下，极易出现监测数据与实际反应状况不一致的现象，主要体现为脱硝出口与总排口NOx浓度差异大、喷氨量与脱硝效率不匹配、氨逃逸数据低而空预器堵塞严重等情况，严重影响运行人员对脱硝运行状态的判断及调整。

脱硝系统运行喷氨量优化调整摘要：本文介绍了上安电厂脱硝系统流程及运行调整情况，针对运行中出现的问题进行总结，并根据经验提出了优化调整方式策略，对电厂运行具有借鉴意义。

关键词：脱硝；节能；优化调整0 引言为了响应国家环保政策要求，上安电厂#1—#6机组相继利用检修机会进行了脱硝系统改造。

上安电厂SCR 脱硝工艺采用选择性催化还原方法，即在装有催化剂的反应器里，烟气与喷入的氨在催化剂的作用下发生还原反应，生成无害的氮气(N2)和水蒸汽(H2O)，实现脱除氮氧化合物的目的。

1 系统简介1.1 系统流程上安电厂锅炉烟气脱硝技改工程 SCR 脱硝装置，由东方锅炉股份有限公司承接。

本工程 SCR 脱硝装置采用选择性催化还原烟气脱硝技术（简称 SCR）。

本工程采用液氨来制备脱硝还原剂，氨站系统含液氨储存、制备、供应系统包括液氨卸料压缩机、储氨罐、液氨蒸发器、液氨泵、氨气缓冲器、氨气稀释槽、废水泵、废水池等。

液氨的供应由液氨槽车运送，利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入储氨罐内，储氨罐内的液氨由液氨泵输送到液氨蒸发器内蒸发为氨气，经氨气缓冲器来控制一定的压力及其流量，然后与稀释空气在混合器中混合均匀，再送达脱硝反应器。

氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀释槽中，经水的吸收排入废水池，再经由废水泵送至废水处理厂处理。

图 1 上安电厂脱硝系统画面1.2 运行中存在问题系统投运后，由于环保要求的标准越加严格，加之氨逃逸率高、自动调节品质差、运行经验欠缺等诸多原因，导致系统氨耗率偏高，造成脱硝喷氨量增加，且逃逸的部分氨气与烟气中的硫化物反应生成硫酸氢氨，极易造成空预器的堵塞，增加了风机耗电率，给设备的安全运行带了来很大隐患。

为了解决上述问题，对脱硝喷氨量进行优化控制，在保证烟囱入口NOX排放浓度均小时不超标的前提下，加强运行调整，通过进行喷氨调平优化试验、制定相应奖惩措施、与检修配合进行控制逻辑优化等相关工作，实现单位发电量下氨耗率下降的目标，降低脱硝运行成本，提高运行经济性的同时，减缓空预器的堵塞速率。

脱硝烟道流场及喷氨量优化的探讨关键词：脱硝催化剂脱硝烟道脱硝装置 3. 采取的改造措施和喷氨量的适度调整。

3.1 脱硝装置进口烟道(省煤器出口)的渐扩位置挡板调整通过数学建模计算发现由于3与4号挡板在入口处的转向角过大，造成挡板背部后续区域形成较大的低速区。

通过反复调整入口挡板的转向，调整内部编号为1、2、3、4挡板的转向角度与布置间距，为了将烟气流向分配的更为合理，增加编号5、6、7的挡板，以进一步均化二次转向前的截面的速度分布。

挡板的安装位置由下图可以得到。

3. 2 脱硝催化剂入口整流格栅前转向部分调整将图1中脱硝催化剂入口转向烟道转向体部分(编号为1与2)整体垂直向上提高1.5m左右，相应地转向体部分1中的圆弧挡板半径由原来的900mm调整到1100mm，且在垂直流向通道内均分布置。

转向体2入口导流挡板由原来三等分调整为四等分，其挡板尺寸相应也进行调整。

3.3 根据备用催化剂层上方截面速度计算分布图及以前数据对脱硝各喷氨喷嘴进行适当调整，适当减小烟道外侧喷氨量，增加内侧喷氨量。

以#1炉为例：将脱硝A侧烟道全部14个喷氨手动调节门，西向东1-6手动动调门由全开位关至50%;7-9由全开关至70%;10-14维持全开;将B侧全部14个喷氨手动调节门，东向西1-6手动动调门由全开位关至50%;7-9由全开关至70%;10-14维持全开;同时脱硝稀释风量保持不变。

关键词：脱硝催化剂脱硝烟道脱硝装置4. 通过改造、及喷氨流量调整后的效果(以#1炉为例)通过上表可看出改造及调整后脱硝出口各测点氮氧化物偏差明显减小，说明脱硝烟道内烟气流场得到了很大改善，局部氨量过少和过剩现象得到了有效的遏制，同时机组耗氨量也有了一定的减少。

5. 结论：通过对脱硝烟道流场的良好分配及喷氨量的调整，可有效避免脱硝烟道内流场分布不均、局部氨量过剩或较少的现象，可有效提高脱硝效率，降低氨气耗量;延缓空预器堵塞，达到降低引风机电耗的目的。