浅谈脱硝技术在660MW机组中的应用

刘国庆

摘 要：文章主要介绍了脱硝技术的系统原理并在660MW机组中的应用，主要对脱硝技术的工艺流程以及控制方案进行阐述，提出具有建设性的方案。

关键词：脱硝技术；600MW机组；应用

1 脱硝技术的系统原理

脱硝技术的系统原理主要采用的方法是催化还原，待发生反应之后应立即装在具有催化剂的反应器里面，在催化剂作用下能使烟气与喷入的氨发生变化，产生脱出氮氧化合物。烟气中的氮氧化合物普遍都是由绝大多数NO和少部分的NO2组成，它们通过以下化学式来产生变化从而变成水和氮气。

4NO+4NH3+O2-4N2+6H2O

4NH3+2NO2+O2-3N2+6H2O

1NO2+1NO+2NH3-2N2+3H2O

NOX的转化率由如下公式表示：

ηNox-脱硝效率%；NOxin-反应器进口NOx浓度；NOxout-反应器出口NOx浓度

2 脱硝技术在660MW机组中的工艺流程介绍

2.1 SCR系统

锅炉出口处是烟气必须经过的地方，烟气在到达此处的时候会分成两路但是不管是烟气走到哪路都会并行进入到一个锤子状态下的SCR反应器里，换言之就是每台锅炉都会配备两个反应器最终往下方的催化剂层流去，最后利用烟囱使之进入大气层。SCR主要包括以下两个系统：

2.1.1 烟气系统

烟气系统包括了稀释风机、氨和空气混合器，氨流量控制阀，喷氨关断阀，喷氨格栅等。其中其氨主要来自于公共系统中的氨制备区域并且与按照稀释风机显示的空气体积以及相应的比例经过由氨和空气混合器组成的部分到达喷氨格栅之后再注入，最后就会为脱硝系统提供有效的还原剂。稀释风机主要采用两种方法和一个设备，喷氨格栅包括喷氨母管、喷氨支管，每根支管上都装有手动得流量调节装置，这样做的主要原因是为了更好的保障粗调进口烟道截面上的喷氨浓度能够均匀的进行分布。每个反应器都有一套喷氨检测装置，其中配有一个喷氨流量控制阀和一个喷氨关断阀，主要用途是更好的对喷氨量进行系统的控制工作。

2.1.2 触媒吹扫系统

触媒吹扫系统主要包括了触媒和蒸汽吹灰器两种。触媒吹扫系统主要采用了蜂窝式催化剂，其中蜂窝式催化剂中所含有的活性成分为TiO2和V2O5，并且含有少量的WO3。本工程催化剂按照2+1层的方式也就是2层的催化剂设计层再加上1层催化剂的预留层，并且每层都会设置三台吹灰器。

2.1.3 耙式吹灰器

这种吹灰器主要是装在每个催化剂层的上方位置，通过热蒸汽吹灰把催化剂上方的积灰吹走。吹灰器的启动主要是根据反应器在催化剂层的阻力由脱销DCS进行有效控制，设计为一台机组两台吹灰器同时进行吹灰。气态氨在被加热之后的稀释空气通过混合器AIG系统进行稀释之后，经过氨注射栅格注入SCR反应器入口前的烟道中。一个完善的氨喷射系统还应该保证氨气以及烟气的分布均匀，除此之外，喷射系统设置中手动阀和孔板流量系统在进行调试的期间能够良好的运转，并使每个喷嘴的氨流量达到运行的要求，在调好之后就不应改变。

2.2 氨供应系统

液氨在用罐车运输到现场之后应该由氨的卸载装置将液氨卸载到贮罐中才算完成。贮罐中的液氨是在送往蒸发器的过程中经过蒸发之后所产生的气态氨。氨卸载之后利用压缩机对氨贮罐中的氨气进行抽取工作，并且经过压缩之后充分利用槽车中的液氨进行推挤最后进入到液氨贮罐之中。氨罐的作用主要是有效防止太阳辐射，在氨罐四周应对工业水喷淋管线及喷嘴进行安装工作，这样做的目的是能够更好的保证贮罐的罐体温度，在温度超标之后自动淋水装置就会启动，然后罐体在喷淋的过程中就会自动的减少温度；如果微量氨气发生泄露的时候就可以立即启用自动淋水装置，预防大量吸入氨气，有效控制氨气所造成的污染。当液氨进入到蒸发槽之后，可以运用压差和液氨自身的重力使势能充分发挥出应有的作用。

液氨蒸发所采用的是利用电加热器来保证热量的产生，加热中所产生的介质主要为乙二醇。蒸发器在出口氨气的管道上会配备压力控制以及流量调节两个阀，使它们可以准确的从烟道中流出氨气并对其进行压力控制确保氨气在指定的范围内。蒸发器上会配备压力和温度测量两种装置，然后将测量信号准确的传达给控制系统以控制电加热器，使加热介质的温度始终保持在一定范围内，确保液氨转变为气态。当蒸发器内被加热的液氨超过最高液位的时候，系统报警就会在第一时间切断液氨进料。液氨储存及供应系统四周都会设有氨气检测器，这样做可以在规定的时间内就能检测出氨氣的泄漏情况，并准确的显示出大气层中氨的浓度。当检测到大气层中的氨浓度过高的时候机组控制室内就会发出警报，操作人员应及时采取相应的补救措施，有效防止氨气泄漏情况的发生。

3 脱硝技术在660MW机组中的控制方案

3.1 整体控制方案

脱硝控制系统应与660MW机组中DCS系统的硬件和软件保持一致，它们都应采用同一种的控制系统。脱硝工艺系统作为660MW机组DCS系统的一个子站应分别归入到660MW机组DCS系统的控制工作会分别进行，对还原剂进行存储以及制备和供应系统就应该成为DCS系统中的一个远程I/O站最后进入到公用DCS系统进行控制工作。在这个过程中整个脱销系统就不应该再设立专门的操作员工作站和工程师站，操作人员应该直接通过集中控制室中660MW机组的DCS操作员工作站来出色完成对脱硝系统参数和设备的监控，确保氨制备区的监控在公用DCS上最终目标的得以实现。

3.1.1 氨系统的控制。此种控制系统应由公用DCS中的一对用于氨制备区的CP负责实现，氨系统控制工作的主要内容是最终实现氨的卸载以及贮罐转运工作，有效提供反应器所需氨蒸汽以及贮罐各工艺参数的监视情况及事故发生后的应急处理方案。

3.1.2 反应器区的控制。由SCR_DCS负责，每台炉两个反应器设一对CP，由这部分主要实现NOX脱出浓度的控制及反应器各工况的监视、吹灰控制。

3.2 脱硝技术在660MW机组中的仪表和控制逻辑应用

3.2.1 氨供应系统仪表。每一贮罐都应配有一个磁翻板液位计，在就地显示和660MW机组控制室DCS显示控制屏上显示氨罐液位参数，当贮罐液位达到2300mm，DCS显示贮罐液位高位报警，当贮罐液位达到2450mm，DCS显示贮罐液位超高位报警，一个液位开关，当DCS检测到液位达到2270mm，若正在进行液氨卸载，将关闭气氨关断阀，并停止液氨卸载。

3.2.2 控制逻辑。液氨贮罐区域安装有两个氨泄漏检测仪以探测空气中的氨系统所泄漏的氨。若检测仪控测到游离氨，氨浓度为高位（25ppmv）时，将发送DI信号给DCS系统并触发声光报警并自动打开贮罐水喷淋系统。系统运行中当安装在贮罐上的测温热电阻检测到贮罐温度达到38℃时，DCS将自动打开贮罐水喷淋系统，打开水喷淋关断阀以冷却贮罐，当DCS监视到贮罐温度降到35℃时，操作人员应关闭贮罐水喷淋系统。

参考文献

[1]吴忠标.大气污染控制工程[M].北京：化学工业出版社，2001.

[2]钟秦.燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例[M].北京：化学工业出版社，2004.

[3]张强.燃煤电站SCR烟气脱硝技术及工程应用[M].北京：化学工业出版社，2007.

[4]李宏.宁海电厂烟气脱硝控制技术介绍[J].电力环境保护，2008，24（4）.

[5]张静，张育婵，丁朋果.燃煤锅炉选择性催化还原法（SCR）烟气脱硝技术探讨[J].能源与环境，2010（2）.