火力发电厂烟气脱硝出口与总排口数据偏差原因分析及探究

火力发电厂烟气脱硝出口与总排口数据偏差原因分析及探究

李林方

酒钢集团宏晟电热公司  甘肃 嘉峪关  735100

摘　要：本文阐述了火力发电厂烟气脱硝出口和总排口氮氧化物浓度偏差大的问题，组织进行原因分析和解决方法的探究，解决了存在的问题，确保在线数据的可靠、稳定运行。在其他同类型机组可以推广应用。

Abstract: This article elaborates on the problem of large deviation in nitrogen oxide concentration at the flue gas denitrification outlet and the total discharge outlet of thermal power plants. The organization conducts cause analysis and explores solutions to solve the existing problems, ensuring the reliable and stable operation of online data. It can be promoted and applied in other units of the same type.

关键词：烟气浓度偏差大；测点位置和流场分布不均 ；催化还原反应；运行过程控制。

Keywords: Large deviation in flue gas concentration; Uneven distribution of measurement point position and flow field; Catalytic reduction reaction; Operation process control.

1.前言

近年来，随着国家对环境保护管控力度不断加强，被誉为史上最严格的《环境保护法》的实施，对火力发电设施烟气污染物排放要求日趋严格，即《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）中，对不同地区、不同燃煤机组的NOX排放进行了严格的规定，其中重点地区排放标准要求氮氧化物≤50mg/Nm³运行压力较大。

2.常见工艺及存在问题

目前大部分火电机组脱硝工艺：采用低氮燃烧器+SCR（催化还原）降低烟气中氮氧化物排放浓度。因此，烟气脱硝装置运行情况好坏，直接关系到燃煤锅炉烟气达标排放问题，依据《污染源自动监测设备安装建设》规范的要求，为保证总排口氮氧化物达标排放，在脱硝出、入口、总排口均安装有CEMS在线监测仪表，烟气在线监测数据已经按要求上传至当地环保部门监控平台，并实现实时监控。在实际运行过程中，逐渐暴露出一些较为普遍的问题，如：烟气流场分布均匀性、流速和烟温控制、CEMS在线测点布置、喷氨量分配不均、催化剂性能变化等问题，直接影响燃煤机组的安全、稳定运行，同时也给环保参数达标排放和节能减排工作带来了许多困难。

3.原因分析

结合某火电厂燃煤机组脱硝运行中，经常发生脱硝SCR反应器出口与总排口测量NOx浓度值偏差大问题（即总排口测量值大于SCR出口测量值产生的偏差问题）进行原因分析（详见附图1），便于后期及时发现解决同类型问题，优化脱硝系统的日常运行管理措施，确保排放指标满足排放要求和逻辑要求。

                                     附图1

1）在线表计问题  火力发电厂在脱硝反应器入口、出口以及总排口均按要求安装有CEMS在线测量仪表，便于对烟气污染物排放情况进行实时监控，通常情况下氮氧化物采用抽取法单点或多点连续测量，并根据氧含量变化折算成标况下数值。通过定期标定，通标气对各测点CEMS装置进行自行校验比对、委托第三方单位定期现场比对，确保CEMS装置测量符合要求（差值为1-2mg/m3），排除CEMS在线仪表测量误差造成的影响。（非主因）

2）脱硝出口截面NOX浓度分布均匀性差、测点布置过少、烟道距离不够、喷氨格栅堵塞等问题，无法达到NOx、氧均匀分布，无法将催化还原反应达到最佳的结果。根据脱硝出口NOx浓度变化数值可以看出，测点不同深度的浓度值差异较大。CEMS在线取样点布置偏离烟道中心，且只有一个深度的测量值，代表性较差，在脱硝实际运行中烟气流场不能做到完全分布均匀，只有单点测量的CEMS数值是造成脱硝出口NOx浓度较总排口低。（主要原因）

3）运行控制方式  目前，燃煤机组运行中的脱硝控制方式普遍采用脱硝出口NOx浓度为过程控制点来保证总排口的氮氧化物浓度排放达标，这种控制方式也会导致偏差大现象的产生。而且如果仅考虑SCR反应器出口浓度的变化，而忽略SCR反应器进口NOx浓度过高，一味将出口浓度设定偏低的话，有可能会超出催化剂的脱硝能力，容易造成喷氨过量、催化剂提前失效、空预器堵塞等现象的发生。（非主因）

4.解决方法

1）利用燃煤机组检修机会，增加和调整NOx出口测点和位置调整，使监测点接近烟道截面中心位置有利于提高在线检测测量准确性，不同燃煤机组烟道截面位置和形式不同，不能一概而论选择定值进行在线取样点的安装，需结合实际情况进行。

2）定期组织对对脱硫、脱硝的进出口NOx浓度进行比对，结合试验数据，掌握燃煤机组脱硝系统出口、总排口的NOx浓度分布和逻辑情况，及时调整在线测点的位置或者仪表。

3）通过日常运行中对喷氨系统优化调整试验，及时调整SCR反应器出口NOx浓度值、改善NOx浓度分布均匀性，避免脱硝运行中烟气流场的不均匀分布，导致在线采样点的CEMS示值误差。

4）综合脱硝效率和脱硝出口NOx浓度值等因素，合理调整机组脱硝装置的运行过程控制，达到最佳运行工况。（详见附图2）

5.结论

通过对上述问题有针对性的采取整改措施，利用机组检修机会对监测过程中问题进行逐一进行整改落实，增加监测点和对检测位置优化调整，结合日常环保设施比对监测对脱硝出口和总排口数据进行比对，基本上解决了目前数据偏差大得问题，后续还需进一步对运行过程中存在的其他类似问题持续进行分析探究，为燃煤机组烟气污染物达标排放、符合运行逻辑奠定基础。

参考文献：

[1]《烟气脱硫脱硝技术手册》，化学工业出版社.
[2]《烟气脱硝技术概述》，能源与环保 .
[3]《燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例》环境科学与工程出版社.

作者简介：李林方（1978-）男，汉，甘肃嘉峪关，工程师，目前在酒钢集团宏晟电热公司从事锅炉烟气处理工作。