火電廠脫硝環保系統改造及優化分析

劉紹偉

摘要：隨著我國科學技術不斷發展，人們生活水平得到很大提高，人們開始高度注重環保問題，一些城市環境問題已經嚴重對人們的生活造成影響，為促使電廠可以在符合國家環境控制標準的情況下運行，在實際發電過程中要對脫硫脫硝設備進行相應的改造，達到環保標準，本文結合相關經驗，探討火電廠脫硫脫硝環保設備的改造方式，并進行改造后設備控制優化的分析，以此作為火電廠脫硫脫硝處理的理論依據，提升環保質量。

關鍵詞：火電廠 脫銷環保 改造 優化

0引言

隨著我國科學技術不斷發展，環境污染問題是我國首要面臨的問題之一，部分城市環境問題已經影響到人們正常生活，國家相繼下發法律文件，力求將環境問題解決。發電集團為達到國家環境控制標準，將脫硫煙道旁路進行封堵，并進行脫硫脫硝設備改造，提升環保質量。本文主要分析火電廠機組脫硫脫硝環保設備改造方式，并對改造后的設備進行研究，并對機組環保設備制造行業發展方向進行探索。

1脫硝環保系統存在的問題分析

本文以我國某電廠某一機組為例對脫銷環保系統存在問題進行分析，發現其存在以下問題。

（1）煙氣連續檢測系統（CEMS）測量不準確且頻繁故障

某機組CEMS系統采用的是抽取法檢測，其“L”型采樣抽取管道過長，造成近1min測量的延遲;脫硝裝置區域煙塵濃度較高，最大高于20000mg/m3，有濾塵器進行過濾，煙塵濃度大，容易濾塵器堵塞，濾塵器堵塞會使測量值偏低延遲加大，清理濾塵器過程中會造成測量中斷;脫硝裝置區域除了煙塵濃度高，還存在高流速顆粒物，對檢測探頭的沖刷打磨非常嚴重;現有的抽取法儀器使用普通特氟龍管線不能適用260℃以上高溫，脫硝裝置區域煙氣溫度高，大于40℃，會變形或加速老化;脫硝后煙氣含逃逸氨，在低于280℃時會產生銨鹽結晶，進而堵塞管線。

（2）噴氨調節閥流量特性差

某機組脫硝系統在運行過程中，噴氨流量經常大幅波動，調節閥線性惡化，調節閥動作頻繁，經常在完全關閉和打開之間反復波動，造成整個系統振蕩，出口氮氧化物濃度超標。經過分析，發現制氨過程中蒸發器溫度和出口氨氣壓力不穩定是噴氨流量波動大的成因。

（3）噴氨自動控制品質差

某機組原噴氨控制策略為傳統PID單回路，用出口氮氧化物濃度與設定值之間的偏差乘以PID函數加上負荷變動前饋，控制噴氨調節閥開度，以到達出口氮氧化物濃度設定值。

當爐膛燃燒發生變化時，SCR入口氮氧化物濃度隨之變化，出口氮氧化物濃度會發生跳變，噴氨調節閥劇烈擺動，氮氧化物排放超標。每隔1h的脫硝系統吹掃過程中，出入口氮氧化物濃度測量設備會保持當前值，造成近3敏的盲區，測量恢復后，噴氨調節閥會劇烈擺動，導致系統不穩定。

2火電廠脫硫脫硝環保設備改造分析

2.1脫硫脫硝環保設備改造

隨著各項環保技術的不斷完善和發展，在進行燃煤電廠系統控制的環節中，可以完全實現自動化的控制，新建機組可以采用自動化控制技術，實現對機組控制系統的革新。燃煤電廠控制系統可以采用流行的分散控制系統方式，確保電力系統的各項設備穩定運行。如今，人們越來越重視環保，我國也積極地采用國內外大量的環境保護技術，在建設火電機組脫硫脫硝設備中，需要完善施工工序，嚴格按照國家環境保護法的要求進行，尤其是在針對大量的控制機組設計中，更要著重考慮節能環保。在改造火電廠相應系統硬件的過程中，還需要進行大量工業化軟件的研制，并且還要給設備增加自動化診斷功能，可以借助互聯網通信對軟件診斷效果進行升級，以及完善各類軟件。另外，在開發計算機軟件中，程序設計人員要依據人們的電力需求改造程序，促使系統具備更良好的監控功能。

2.2噴氨自動投入的研究

在將噴氨自動化設備投入到系統中時，首先應當分析目前機組的負載情況，并對機組產生的煙氣流量數據進行統計，然后在通過合理國畫，將噴氨自動化設備合理融入其中。在鍋爐燃燒的過程中，應當實施降低氨燃燒操作，然后將得出的數據分析，才能夠得到最終精確結果。研究人員在進行調試和設計的環節中，應當在滿負荷的情況下，對流量的數值進行對比，在程序優化過程中，可以通過函數方式，對煙氣流量進行自變量和因變量方式分析。

通過對函數計算結果分析，能夠大致了解煙氣排量。噴氨自動化設備能夠對脫硫脫硝產生的效果進行合理評價，也可以利用煙氣分析儀器對煙氣檢測的數值設立控制標準，煙氣分析儀的質量會對煙氣數據分析產生影響。在噴氨自動化設備使用之前，應當將煙氣分析儀設計好，然后制定煙氣流量標準，在對脫硝的效果進行計算，對氨氣流量進行監控。

3火電廠脫硫脫硝環保設備優化分析

3.1應用脫硝檢測新技術進行優化

針對原有抽取式檢測方法產生的各種缺陷，現采用噴射引流+煙氣回流組合探頭的新技術來進行檢測，探頭示意如圖1所示。

新技術產品采樣探頭為煙道旁直接測量，取消了采樣抽取管道，實際響應時間為5s以內;采樣探頭的工作原理是基于文丘里效應，持續向煙道內噴射壓縮空氣，探頭前端不加濾塵器，利用高溫顆粒物的流動性，將含顆粒物的煙氣引至煙道外傳感器下方檢測，再與噴射空氣混合送回到煙道內，這樣屏蔽了煙塵濃度高低對檢測的影響。該技術在一個傳感器內連續完成了氧氣的檢測、二氧化氮向一氧化氮的轉換和氮氧化物的檢測，傳感器由氧化鋯厚膜材料組合成一體結構，測量池、加熱和控溫均密閉在傳感器中，解決了環境惡 劣對傳感器的影響;整個探頭結構均為金屬或陶瓷制品，沒有塑料/橡膠等不耐高溫的部件;雙池厚膜氧化鋯傳感器工作溫度大于800 ℃，無需降溫可以直接檢測大于300℃ 煙氣，當煙氣溫度小。

3.2風煙系統自動優化措施

現在風機入口壓力的自動調節能力不是很好，容易受到風機調節的影響。當送風機和引風機發生異常后，增壓風機就會受到一定的干擾，如果不能及時地調整，就會導致增壓風機入口處的壓力非常大，甚至出現跳閘的情況。所以，機組在實驗的環節中，應該打開旁路。增壓風機和引風機在使用中是串聯的，所以，他們之間的影響非常大，機組在正常運行的環節中，系統會處于穩定的狀態，參數也不會產生太大的差異，引風機的爐膛壓力也能實現自動化的調節。但是如果兩臺風機在運行中發生了異常，如磨煤機會出現突然跳閘的情況，這時壓力就不能實現很好的調節，會導致機組發生故障。在風機觸發后，爐膛內的壓力會發生很大的變化，增壓風機的入口煙氣會產生很大的波動，在接受信號后，調節會發生滯后性。在增壓風機自動調節的環節中，對引風機的調節會產生很嚴重的影響，導致惡性循環，在自動調節的環節中會發生嚴重的震蕩情況，導致引風機出現失速的情況，嚴重的會發生設備損壞。

結語

隨著我國社會經濟的不斷發展，人們的環保意識越來越強，火電廠煙氣脫硫脫硝裝置應該不斷地提質增效，完善脫硫脫硝控制系統的性能，才能進一步滿足人們的環保要求，才能實現機組的節能、高效、環保運行，為我們的碧水藍天做出更大的貢獻。

參考文獻

[1]胡軼群.火電廠脫硫脫硝改造后的控制系統優化研究[D].華北電力大學（北京），2016.

[2]吳峰.火電廠脫硫脫硝環保設備改造后的控制優化探討[J].現代工業經濟和信息化，2017（ 20）：34-36.