脫硝SCR噴氨優化常態化管理

摘 要：華電新鄉發電有限公司超低排放改造后，脫硝系統兩側煙氣流場不均，局部區域存在少噴、漏噴現象，嚴重影響脫硝SCR噴氨均勻性。新鄉公司采用脫硝SCR噴氨優化常態化管理，可以定期、實時、高效對脫硝系統進行優化，減小氨氣逃逸率，減少硫酸氫銨生成量，解決長周期運行造成空預器堵塞問題，提高機組安全經濟可靠運行效率。

關鍵詞：脫硝；噴氨優化；常態化；管理

1 技術概要

華電新鄉發電有限公司（以下簡稱新鄉公司）超低排放改造后，兩臺機組脫硝出口氮氧化物控制≤50mg/m3。正常運行期間脫硝SCR噴氨均勻性較差，為了控制脫硝出口氮氧化物濃度，局部時段長期低于35mg/m3，造成過量噴氨，脫硝系統兩側煙氣流場不均，局部區域存在少噴、漏噴現象，嚴重影響脫硝SCR噴氨均勻性，氨氣逃逸率大，硫酸氫銨生成量增加，長周期運行造成空預器蓄熱元件堵塞嚴重，嚴重影響機組安全穩定運行。

新鄉公司采用脫硝SCR噴氨優化常態化管理，可以定期、實時、高效對脫硝系統進行優化，減小氨氣逃逸率，減少硫酸氫銨生成量，解決長周期運行造成空預器堵塞問題，提高機組安全經濟可靠運行效率。

2 技術原理和內容

2.1 技術原理

1）開展噴氨優化試驗，定期開展噴氨優化試驗確定脫硝系統氮氧化物數值，通過調整就地噴氨調門調整脫硝系統兩側噴氨均勻，實現脫硝SCR噴氨準確性、均勻性，減少過噴、少噴、漏噴現象。

2）根據噴氨優化試驗結果，組織開展噴氨優化調整，主要針對脫硝系統SCR噴氨調整跟蹤測量，調整噴氨量大小進行噴氨優化校正，保證脫硝SCR出口NOx均布，降低氨氣逃逸率，減少硫酸氫銨生成量。

2.2 關鍵技術、工藝流程

新鄉公司1、2號脫硝系統均采用選擇性催化還原法（SCR）。以液氨為還原劑，脫硝入口設計NOx濃度為650mg/Nm3，出口NOx按國家排放標準低于50mg/Nm3。

新鄉公司組織專業人員，自主進行脫硝噴氨優化調整試驗，提高氨氣利用率。脫硝SCR反應器噴氨系統分為A、B兩路母管，母管連接引出44根噴氨支管。液氨通過氨/空氣混合器稀釋后，經過噴氨母管、噴氨支管后，進入脫硝反應器。

新鄉公司某次自主噴氨優化調整時，#2機組A側脫硝SCR系統調整前、后試驗數據對比如下：

從以上數據對比可以看出，通過自主優化實驗調整后，就地測量A、B側氮氧化物濃度基本穩定在42 mg/Nm3 左右，脫硝反應器出口氮氧化物濃度基本調整均勻，氨逃逸率明顯降低。

2.3 主要技術參數對比

1）通過自主優化實驗調整后，提高了脫硝SCR噴氨準確性、均勻性，減少過噴、少噴、漏噴現象，氨逃逸率明顯降低。

2）節省了試驗費用，單次噴氨優化試驗費用在30萬元左右，噴氨優化試驗好數只測量不進行優化調整，新鄉公司開展噴氨優化試驗的同時，根據試驗結果開展自主噴氨優化調整，實現了試驗與調整同步實施。

3）采取自主噴氨優化調整后，噴氨單耗由7.55g/萬kWh下降至6.13g/萬kWh，在400MW下的空預器差壓由1.22kPa下降至0.83kPa，有效提升了機組運行經濟性。

3 評價指標

3.1 節能減碳能力

根據空預器煙氣差壓升高1.5kPa，風機耗電率升高02%，脫硝SCR噴氨優化常態化管理后，可有效降低空預器煙氣差壓0.4kPa，風機耗電率降低0.05%。

按照廠用電率降低1%，影響煤耗降低3g/kWh，影響煤耗降低0.15g/kWh，年利用小時5000h計算，年可節約標煤：

1320MW×5000h×0.15g/kWh=990噸

按照煤炭排放系數2.64tCO2/tce計算，年減少碳排放量：

990噸×2.64tCO2/tce=2613 tCO2/a

3.2 經濟效益及社會效益

1）脫硝SCR噴氨優化常態化管理年可節約標煤990噸，標煤價格按照750元/噸計算，年可降低發電成本：

990噸×750元/噸=74萬元

2）優化調整后，液氨單耗降低1.4kg/萬kWh，液氨2700元/噸，年可節約液氨成本：

1320MW×5000h×1.4kg/萬kWh×2700元/噸=249萬元

經濟效益共計：74萬元+249萬元=323萬元

3.3 先進性

目前，新鄉公司自主噴氨優化試驗與調整工作已列為公司運行定期工作，每月定期開展一次，實現了機組正常運行期間的噴氨優化實時調整，這在火力發電企業屬于首次。

3.4 可靠性

技術成熟可靠，自2017年1月開展實施以來，新鄉公司脫硝系統自主優化調整節已開展一段時間，脫硝SCR噴氨單耗持續優化，有效解決了超低排放改造后#2爐空預器差壓上升較快問題。2016年4季度，#2爐空預器堵塞嚴重，#2爐三大風機耗電率最高上升0.15%，噴氨量大，新鄉公司噴氨單耗長期維持在7.5千克/萬千瓦時左右，經過脫硝SCR噴氨優化常態化管理，#2爐空預器差壓得到了有效控制，噴氨單耗也降了下來，為機組安全、經濟運行提供了保證。

4 推廣建議

4.1 節能減碳能力

脫硝SCR噴氨優化常態化管理，有效降低空預器差壓，控制超排脫硝SCR改造后空預器差壓上升速度，年節約標煤耗1188噸，提升經濟效益336萬元。

4.2 推廣潛力

此項技術有很強的可操作性，有很高的推廣應用價值，投資小，見效快，按照科學合理的脫硝SCR噴氨優化常態化管理方法，因地制宜，在做好充分調研、分析基礎上，自主開展噴氨優化試驗與調整工作，可有效降低風機耗電率，減少噴氨單耗，節能降耗潛力巨大。

4.3 預計投入

預計投資1臺煙氣成分分析儀（單臺成本8萬元左右），測量管若干，費用共計8萬元。

4.4 預計可形成的節能能力

噴氨優化試驗與調整后，空預器煙氣差壓降低0.4kPa，風機耗電率降低0.05%，降低煤耗0.15g/kWh。

作者簡介：饒紅建（1984-），男，河北唐山路北區人，本科，工程師，從事火力發電廠鍋爐技術管理方面的工作。