耿學(xué)軍，黃 輝，羅俊俊，陳旭光，程劍豐，陳 濤

（1.黃岡大別山發(fā)電有限責(zé)任公司，湖北 黃岡438300；2.國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學(xué)研究院，湖北 武漢430077；3.湖北方源東力電力科學(xué)研究有限公司，湖北 武漢430077）

1 系統(tǒng)簡介

湖北某電廠采用選擇性催化還原法（SCR）脫硝系統(tǒng)，還原劑為尿素水解［1-6］產(chǎn)品含氨蒸汽。脫硝裝置的煙道及反應(yīng)器位于鍋爐省煤器與空預(yù)器之間的高含塵區(qū)域，不設(shè)置煙氣旁路系統(tǒng)。氨噴射格柵放置在SCR反應(yīng)器上游的位置，煙氣在鍋爐出口處進(jìn)入一個(gè)垂直的反應(yīng)器里。每臺(tái)反應(yīng)器催化劑層數(shù)按2＋2 模式布置，初裝2層預(yù)留2層。脫硝反應(yīng)器出口煙氣參數(shù)如表1所示。

2 優(yōu)化調(diào)整措施

在脫硝系統(tǒng)進(jìn)口A、B側(cè)煙道沿橫向分別均等劃分為12個(gè)噴氨區(qū)域（如圖1所示），每個(gè)噴氨區(qū)域沿?zé)煹郎疃确较蚍謩e布置3 個(gè)噴氨點(diǎn)，每側(cè)煙道共布置36 個(gè)噴氨點(diǎn)，36個(gè)噴氨手動(dòng)閥和配套的差壓表計(jì)。本次脫硝優(yōu)化調(diào)整［7-30］重點(diǎn)為噴氨手動(dòng)閥的優(yōu)化調(diào)整。

2.1 調(diào)整依據(jù)及目標(biāo)

根據(jù)調(diào)整前脫硝系統(tǒng)出口煙氣中NOx分布特性來調(diào)整各反應(yīng)段區(qū)域噴氨手動(dòng)閥位置，通過改變各反應(yīng)段區(qū)域進(jìn)氨量大小來優(yōu)化脫硝出口NOx分布場和反應(yīng)器脫除效率（以反應(yīng)器脫除單位質(zhì)量NOx所需的氨蒸汽質(zhì)量來衡量）等，達(dá)到脫硝反應(yīng)器出口煙氣中NOx分布更均勻、出口煙道CEMS測點(diǎn)代表性更強(qiáng)、反應(yīng)器脫除效率更高的目的。

表1 脫硝系統(tǒng)出口煙氣參數(shù)Table 1 Flue gas parameters of denitration system outlet

圖1 脫硝系統(tǒng)各反應(yīng)段區(qū)域噴氨手動(dòng)閥布置圖Fig.1 Layout of manual valve for ammonia injection in each reaction section of denitration system

2.2 調(diào)整措施

由于現(xiàn)場各反應(yīng)段區(qū)域噴氨手動(dòng)閥虛行程太大，故本次以進(jìn)氨管道差壓大小作為調(diào)整依據(jù)，閥門開度僅作參考。根據(jù)調(diào)整措施實(shí)施前對脫硝系統(tǒng)出口測得的煙氣中NOx分布場和速度場分布特性，對A、B 側(cè)脫硝系統(tǒng)出口靠近兩側(cè)的A1～A8噴氨區(qū)域和B5～B12噴氨區(qū)域手動(dòng)閥進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，其它噴氨區(qū)域手動(dòng)閥維持初始全開位置不變。具體調(diào)整措施如表2所示（表2中“/”表示不進(jìn)行調(diào)整操作，維持初始全開狀態(tài)）。

3 調(diào)整效果評估與分析

脫硝系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整效果按出口煙氣中NOx分布均勻性好、CEMS 測點(diǎn)代表性強(qiáng)、反應(yīng)器脫除效率高3 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評估分析。

3.1 NOx分布均勻性評估與分析

調(diào)整前、后脫硝系統(tǒng)出口煙氣中NOx分布均勻性通過網(wǎng)格法測得的各測量孔NOx數(shù)據(jù)樣本標(biāo)準(zhǔn)差來評估與分析。調(diào)整前、后脫硝系統(tǒng)出口煙氣中NOx分布場如圖2所示。

調(diào)整前3 個(gè)試驗(yàn)工況下測得的結(jié)果表明：優(yōu)化調(diào)整前，脫硝出口煙氣中NOx排放量沿出口煙道橫向方向由固定端至擴(kuò)建端類似正態(tài)分布規(guī)律（即中間區(qū)域NOx排放量大，兩側(cè)區(qū)域NOx排放量小），分布不均現(xiàn)象嚴(yán)重；并且機(jī)組負(fù)荷變化不影響脫硝系統(tǒng)出口煙氣中NOx分布特性。優(yōu)化調(diào)整后，脫硝出口煙氣中NOx排放量沿出口煙道橫向方向由固定端至擴(kuò)建端基本呈均勻分布規(guī)律，消除了調(diào)整前嚴(yán)重分布不均現(xiàn)象。調(diào)整前、后各試驗(yàn)工況網(wǎng)格法測得的NOx數(shù)據(jù)樣本標(biāo)準(zhǔn)差值（見表3）計(jì)算結(jié)果表明：實(shí)施優(yōu)化調(diào)整措施后，脫硝系統(tǒng)出口實(shí)測的NOx數(shù)據(jù)樣本標(biāo)準(zhǔn)差由20～30減少至6～7，樣本標(biāo)準(zhǔn)差越小表明脫硝系統(tǒng)出口煙氣中NOx分布越均勻。

備注：樣本標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算按式（1）得到：

3.2 CEMS在線測點(diǎn)代表性評估與分析

調(diào)整前、后脫硝系統(tǒng)出口CEMS 在線測點(diǎn)代表性通過在線測量數(shù)值與網(wǎng)格法實(shí)測數(shù)據(jù)偏差來評估與分析。

從表4 中數(shù)據(jù)可以看到，優(yōu)化調(diào)整后脫硝系統(tǒng)出口CEMS 在線NOx測量值與網(wǎng)格法實(shí)測值偏差明顯變小，即脫硝系統(tǒng)出口CEMS 在線測量結(jié)果更接近實(shí)際值，表明優(yōu)化調(diào)整后脫硝系統(tǒng)出口CEMS 在線測點(diǎn)更具有代表性。

3.3 反應(yīng)器脫除效率評估與分析

調(diào)整前、后脫硝反應(yīng)器脫除NOx效率通過反應(yīng)器脫除單位質(zhì)量NOx所需的氨蒸汽質(zhì)量指標(biāo)來評估與分析。由于在完成A側(cè)反應(yīng)器優(yōu)化調(diào)整后A側(cè)反應(yīng)器進(jìn)口氨流量計(jì)出現(xiàn)結(jié)晶導(dǎo)致在線流量表計(jì)無數(shù)值顯示，故本文只對A、B 側(cè)脫硝反應(yīng)器脫除效果進(jìn)行分別評估。A反應(yīng)器評估負(fù)荷為500 MW左右，B反應(yīng)器評估負(fù)荷為660 MW 左右，反應(yīng)器脫除效果評估與分析如表5所示。

表2 脫硝系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整措施（單位：Pa）Table 2 Measures for optimal adjustment of denitration system(unit:Pa)

表3 脫硝系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整前、后NOx數(shù)據(jù)樣本標(biāo)準(zhǔn)差Table 3 Sample variance of NOx data before and after optimal adjustment of denitrification system

表4 脫硝系統(tǒng)出口CEMS在線測點(diǎn)代表性評估與分析Table 4 Representative evaluation and analysis of Cems on-line measurement points for exports of denitration systems

表5 調(diào)整前、后脫硝反應(yīng)器脫除效果評估Table 5 Evaluation of denitrification effect before and after adjustment

4 結(jié)語

1）通過對脫硝反應(yīng)器各反應(yīng)段區(qū)域進(jìn)氨手動(dòng)閥適當(dāng)調(diào)整，脫硝出口煙氣中NOx排放量沿出口煙道橫向方向由固定端至擴(kuò)建端基本呈均勻分布規(guī)律，消除了調(diào)整前中間區(qū)域NOx排放量明顯高于兩側(cè)區(qū)域NOx排放量這種嚴(yán)重分布不均現(xiàn)象，提高了氨蒸汽的利用率。

2）通過優(yōu)化調(diào)整，脫硝反應(yīng)器出口CEMS 在線測點(diǎn)代表性更強(qiáng)，更能真實(shí)地反應(yīng)煙氣中實(shí)際NOx排放水平，提高了脫硝系統(tǒng)自動(dòng)控制的精度。

3）通過優(yōu)化調(diào)整，A、B側(cè)脫硝反應(yīng)器脫除掉單位質(zhì)量NOx所需要的氨蒸汽質(zhì)量均有所減少，提高了A、B側(cè)脫硝反應(yīng)器脫除效率。