對火電廠脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備改造優(yōu)化研究

摘要：隨著科技的發(fā)展，環(huán)境污染問題日益嚴重，環(huán)境的優(yōu)劣能夠直接影響到人們的生活質(zhì)量。本文通過對火電廠脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備展開分析，并結(jié)合實際提出脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備的改造優(yōu)化對策，希望為關(guān)注火電廠脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備改造優(yōu)化的人群帶來幫助。

關(guān)鍵詞：火電廠;脫硫脫硝技術(shù);環(huán)保設(shè)備改造

引言：現(xiàn)如今，隨著科技的進步，火電廠中的煙氣脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備也在更新?lián)Q代，通過對環(huán)保設(shè)備的改造優(yōu)化能夠大幅度提升火電廠的脫硫脫硝效果，貫徹環(huán)保理念。因此，有必要對火電廠脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備的改造優(yōu)化展開分析。

一、火電廠脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備改造優(yōu)化的重要性

火電廠在日常運行期間會通過煤炭燃燒來進行發(fā)電，煤炭燃燒期間會產(chǎn)生硝酸、硫酸等一系列有害物質(zhì)，此類有害物質(zhì)的排放能夠?qū)諝庠斐煞浅４蟮奈廴荆瑸槿藗兊纳眢w健康帶來危害。由于有害物質(zhì)對環(huán)境造成的影響十分巨大，所以為了加強對環(huán)境的保護必須優(yōu)化脫硫脫硝質(zhì)量。提升火電廠脫硫脫硝的效果主要有兩種，分別是技術(shù)升級以及設(shè)備優(yōu)化，其中對設(shè)備的改造優(yōu)化可以顯著提升火電廠的脫硫脫硝效果，因為相較于脫硫脫硝技術(shù)升級而言，對傳統(tǒng)設(shè)備的更新往往更加簡單。傳統(tǒng)的脫硫脫硝設(shè)備是通過分硫分硝來進行硫硝分離，這種方式在應(yīng)用過程中能夠讓煙氣的治理變得更加簡單[1]。但是火電廠在運用傳統(tǒng)脫硫脫硝設(shè)備時，其運營成本相對偏高且脫硫脫硝程序比較復(fù)雜，這也導(dǎo)致了火電廠的管理難度進一步提升。而火電廠脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備在經(jīng)過改造優(yōu)化之后，則可以在降低火電廠運營成本的同時提升脫硫脫硝的效率與質(zhì)量，所以脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備的改造優(yōu)化非常重要。圖1為脫硫脫硝設(shè)備。

二、工程概況

某火電廠中的1期2臺機組在燃燒過程中采用的是山西褐煤，其在燃燒時選用的鍋爐為Ⅱ型鍋爐對沖燃燒，該鍋爐在標準工況下省煤器出口的氮氧化物濃度可以達到300～600mg/m3。在加裝SCR脫硝系統(tǒng)之后，需要通過多次試驗分析，并經(jīng)過合理調(diào)整之后才能保證氮氧化物濃度符合排放標準。

三、脫硝環(huán)保系統(tǒng)面臨的難題

（一）煙氣連續(xù)檢測系統(tǒng)的測量精確度不足且故障較多

2號機組的煙氣連續(xù)檢測系統(tǒng)會通過抽取法來完成煙氣檢測，檢測時由于“L”型采樣抽取管道長度不合理，所以會導(dǎo)致出現(xiàn)將近1分鐘的檢測延遲，影響煙氣檢測質(zhì)量。該系統(tǒng)中脫硝裝置位置處的煙塵濃度相對較高，其最大濃度可以達到20000mg/m3，會通過濾塵器來完成過濾除塵作業(yè)，但是由于煙塵濃度偏大，所以在實際應(yīng)用過程中有時會出現(xiàn)濾塵器堵塞的情況發(fā)生，堵塞后的濾塵器能夠加大檢測延遲并造成測量值降低。在對濾塵器進行清理作業(yè)時，也會導(dǎo)致測量出現(xiàn)中斷，從而影響到煙氣的測量質(zhì)量。除此之外，在脫硝裝置區(qū)域中，除了煙塵濃度高之外，還具有高流速顆粒物，所以在測量過程中還會使測量探頭出現(xiàn)非常嚴重的磨損現(xiàn)象，而且采用抽取法的設(shè)備儀器有時會選用普通特氟龍管線，這也會導(dǎo)致設(shè)備儀器的耐高溫能力下降，若脫硝裝置區(qū)域的煙氣溫度過高，達到了400℃，就會加速設(shè)備儀器的老化，降低使用壽命。

（二）噴氨調(diào)節(jié)閥的流量特性問題

2號機組脫硝系統(tǒng)在實際運行時，其噴氨流量有時會出現(xiàn)波動，而且噴氨調(diào)節(jié)閥的線性惡化以及動作頻繁也會導(dǎo)致閥門在開閉之間波動，進而影響到系統(tǒng)運行，導(dǎo)致氮氧化物的濃度大幅度提升。經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)，在制氨過程中，蒸發(fā)器溫度與氨氣壓力波動都有可能導(dǎo)致噴氨流量出現(xiàn)大幅度波動。

（三）噴氨自動控制問題

2號機組原有的噴氨控制系統(tǒng)采用的是傳統(tǒng)PID單回路，通過將氮氧化物濃度與設(shè)定值偏差×PID函數(shù)+負荷變動前饋來完成對噴氨調(diào)節(jié)閥開度的控制，以此來保證氮氧化物濃度符合要求。

當爐膛燃燒情況出現(xiàn)變化時，SCR入口處的氮氧化物濃度會發(fā)生一定改變，同時出口位置處的氮氧化物濃度則會出現(xiàn)跳變現(xiàn)象，噴氨調(diào)節(jié)閥在劇烈振動過后會使氮氧化物出現(xiàn)過量排放。間隔一小時的脫硝系統(tǒng)在進行吹掃作業(yè)時，出入口位置測量氮氧化物濃度的設(shè)備儀器會穩(wěn)定在當前數(shù)值，從而出現(xiàn)將近3分鐘的測量盲區(qū)，在恢復(fù)測量之后，噴氨調(diào)節(jié)閥的振動也會降低系統(tǒng)穩(wěn)定性。

四、優(yōu)化改造方案

（一）脫硝檢測新技術(shù)的應(yīng)用

抽取式檢測方法在實際檢測過程中具有一定缺陷，而通過使用噴射引流+煙氣回流的測量方法則能夠提升測量質(zhì)量。新設(shè)備會放棄采樣抽取管道，其采樣探頭會從煙道旁直接進行測量，降低測量時的響應(yīng)時間。探頭工作原理基于文丘里效應(yīng)，通過向煙道內(nèi)進行空氣壓縮，利用高溫顆粒物流動性來引導(dǎo)煙氣至傳感器下方，檢測完成后再與噴射空氣融合返回至煙道中，這種檢測方式會將煙塵濃度帶來的影響降至最低。該技術(shù)在實際應(yīng)用過程中會在傳感器內(nèi)同時完成氧氣檢測以及二氧化氮轉(zhuǎn)化一氧化氮、氮氧化物的檢測。這種檢測方式能夠大幅度降低惡劣環(huán)境帶來的影響[2]。

（二）提升噴氨自動控制

通過將單回路PID更新成為能夠減輕噴氨流量內(nèi)擾的串級回路控制能夠提升控制效果。在鍋爐燃燒時，通過氧量變化能夠反映出SCR入口處氮氧化物的濃度問題，所以可以將氧量當作前饋因變量。經(jīng)過觀察后可以發(fā)現(xiàn)，SCR出入口位置處的氮氧化物濃度會在運行過程中出現(xiàn)等趨勢變化，且此時兩側(cè)脫硝系統(tǒng)吹掃時間并不一致。所以可以在脫硝系統(tǒng)吹掃時選擇將氮氧化物濃度當作測量值，直到吹掃作業(yè)完成后恢復(fù)。

五、優(yōu)化改造效果

當火電廠脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備經(jīng)過優(yōu)化改造之后，能夠讓設(shè)備運行質(zhì)量得到大幅度提升。設(shè)備儀器采用噴射引流+煙氣回流的測量方式能夠顯著增加煙氣測量時的準確性以及穩(wěn)定性，而且還能夠降低清理作業(yè)時的工作量，提升設(shè)備儀器的使用壽命。而且通過氧量前饋，還可以根據(jù)爐膛在燃燒時的實際情況來了解到SCR入口位置處的氮氧化物含量，而通過對吹掃時側(cè)入口氮氧化物濃度的切換，還能夠防止因吹掃導(dǎo)致的測量盲區(qū)出現(xiàn)。通過提升穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)質(zhì)量，還可以增加對各種工況的適應(yīng)性，從而進一步保證測量效果。

結(jié)論：總而言之，火電廠脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備的改造優(yōu)化非常重要，通過設(shè)備優(yōu)化能夠在提升煙氣處理質(zhì)量的同時增加檢測效率。相信隨著更多人意識到火電廠脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備改造優(yōu)化的重要性，火電廠脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備的質(zhì)量一定會變得更好。

參考文獻：

[1]汪亞坤.火電廠脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備改造后的控制優(yōu)化措施研究[J].裝備維修技術(shù)，2020（01）：203.

[2]吳峰.火電廠脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備改造后的控制優(yōu)化探討[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2017，7（20）：34-36.

作者簡介：王明召（1980-），男，本科，工程師，從事發(fā)電設(shè)備管理工作。