基于質量平衡模式的電廠SCR脫硝系統噴氨自動調節

石亮 陸家才

摘要：隨著我國環保要求的逐漸提高，火電超低排放工作進展迅速。各大型燃煤火電企業對鍋爐進行脫硫、脫硝、除塵裝置的建設和改造，脫硫脫硝發展迅速，技術工藝逐漸成熟，但在自動調節上仍有大量問題存在，極易造成環保超標。本文提供一種基于質量平衡模式的電廠SCR脫硝系統噴氨自動調節方法，能自動將出口NOx排放控制在一定范圍內。

關鍵詞：質量;SCR;噴氨;自動

SCR工藝的基本原理為：在催化劑作用下，向適當溫度（約280～420℃）的煙氣中噴入氣氨，氣氨與煙氣中NOX發生化學反應，將NOX還原成N2和H20，達到脫硝的目的。

1改造前存在問題

隨著新的排放標準實施，燃煤電廠目前現有的的脫硝噴氨自動控制系統的兩種控制模式（“濃度模式”和“效率模式”），已經完全不能滿足運行人員的需求。脫硝噴氨只能改為手動控制調節門開度，其調整完全依賴于運行人員的經驗，合格達標和經濟性很難平衡，運行人員發現和調整不及時將造成出口NOx值超高越線，各種不確定因素的存在給系統的正常運行造成了隱患。

2原因分析

1）噴氨自動無論是“濃度模式”還是“效率模式”，其調整存在滯后，當出口已經反應出來了，噴氨自動系統才進行調整。

2）供氨壓力不平穩，波動范圍較大。以本公司為例，供氨壓力在0.2MPa～0.245MPa波動。

3基于質量平衡模式的脫硝系統噴氨自動調節

基本思路：先根據鍋爐脫硝反應器入口氮氧化物濃度、煙氣量（一般煙氣量測點不準可用總風量代替）、脫硝反應方程式等計算出脫硝需要的噴氨質量，再根據排放出口的氮氧化物濃度進行修正，最終得出需求的噴氨量。同時設置人工偏置調整回路，使運行人員能在不切除自動情況下對噴氨量進行修正。

3.1噴氨量計算

3.2修正計算的耗氨量

（1）根據鍋爐氧量修正，修正函數為f1（X）;見下圖。

（2）根據排放的NOx濃度對噴氨量進行修正，修正函數f2（X）。

4優勢和實施效果

（1）結合總風量的變化和脫硝反應器入口濃度的變化，可以最大程度的預判噴氨量，提前進行調整。

（2）因為控制的是噴氨的質量流量，因此可以消除供氨壓力變化帶來的影響。

（3）能將環保出口NOX平穩控制在35-42mgNm3之間，解決了脫硝噴氨自動調節品質不能滿足需求的問題。減輕集控人員調整負擔。

（4）直接經濟效益：萬度電噴氨量比去年下降0.26kg萬Kwh，全年可節約液氨73噸左右，合計24萬元左右。

（5）間接經濟效益：a.每年可減少因NOx超標排放罰扣電費上百萬元。b.逃逸氨量減少，緩解空氣預熱器的冷端形成硫酸氫銨堵塞問題，提高一二次風溫。

（6）間接經濟效益：a.保證脫硝不超標，不扣罰脫硝電價。b.逃逸氨量減少，緩解空氣預熱器的冷端形成硫酸氫銨堵塞問題，提高一二次風溫。

參考文獻：

[1]葉勇健，袁果.火電廠脫硝系統還原劑耗量的計算.

[2]朱德林，汪國瑜.煙氣脫硝工藝技術綜述.

[3]祝業青，柏源.燃煤電廠脫硝還原劑選擇原則及用量計算.