基于质量平衡模式的电厂SCR脱硝系统喷氨自动调节

石亮 陆家才

摘要：随着我国环保要求的逐渐提高，火电超低排放工作进展迅速。各大型燃煤火电企业对锅炉进行脱硫、脱硝、除尘装置的建设和改造，脱硫脱硝发展迅速，技术工艺逐渐成熟，但在自动调节上仍有大量问题存在，极易造成環保超标。本文提供一种基于质量平衡模式的电厂SCR脱硝系统喷氨自动调节方法，能自动将出口NOx排放控制在一定范围内。

关键词：质量;SCR;喷氨;自动

SCR工艺的基本原理为：在催化剂作用下，向适当温度（约280～420℃）的烟气中喷入气氨，气氨与烟气中NOX发生化学反应，将NOX还原成N2和H20，达到脱硝的目的。

1改造前存在问题

随着新的排放标准实施，燃煤电厂目前现有的的脱硝喷氨自动控制系统的两种控制模式（“浓度模式”和“效率模式”），已经完全不能满足运行人员的需求。脱硝喷氨只能改为手动控制调节门开度，其调整完全依赖于运行人员的经验，合格达标和经济性很难平衡，运行人员发现和调整不及时将造成出口NOx值超高越线，各种不确定因素的存在给系统的正常运行造成了隐患。

2原因分析

1）喷氨自动无论是“浓度模式”还是“效率模式”，其调整存在滞后，当出口已经反应出来了，喷氨自动系统才进行调整。

2）供氨压力不平稳，波动范围较大。以本公司为例，供氨压力在0.2MPa～0.245MPa波动。

3基于质量平衡模式的脱硝系统喷氨自动调节

基本思路：先根据锅炉脱硝反应器入口氮氧化物浓度、烟气量（一般烟气量测点不准可用总风量代替）、脱硝反应方程式等计算出脱硝需要的喷氨质量，再根据排放出口的氮氧化物浓度进行修正，最终得出需求的喷氨量。同时设置人工偏置调整回路，使运行人员能在不切除自动情况下对喷氨量进行修正。

3.1喷氨量计算

3.2修正计算的耗氨量

（1）根据锅炉氧量修正，修正函数为f1（X）;见下图。

（2）根据排放的NOx浓度对喷氨量进行修正，修正函数f2（X）。

4优势和实施效果

（1）结合总风量的变化和脱硝反应器入口浓度的变化，可以最大程度的预判喷氨量，提前进行调整。

（2）因为控制的是喷氨的质量流量，因此可以消除供氨压力变化带来的影响。

（3）能将环保出口NOX平稳控制在35-42mgNm3之间，解决了脱硝喷氨自动调节品质不能满足需求的问题。减轻集控人员调整负担。

（4）直接经济效益：万度电喷氨量比去年下降0.26kg万Kwh，全年可节约液氨73吨左右，合计24万元左右。

（5）间接经济效益：a.每年可减少因NOx超标排放罚扣电费上百万元。b.逃逸氨量减少，缓解空气预热器的冷端形成硫酸氢铵堵塞问题，提高一二次风温。

（6）间接经济效益：a.保证脱硝不超标，不扣罚脱硝电价。b.逃逸氨量减少，缓解空气预热器的冷端形成硫酸氢铵堵塞问题，提高一二次风温。

参考文献：

[1]叶勇健，袁果.火电厂脱硝系统还原剂耗量的计算.

[2]朱德林，汪国瑜.烟气脱硝工艺技术综述.

[3]祝业青，柏源.燃煤电厂脱硝还原剂选择原则及用量计算.