火电厂脱硝环保系统改造及优化分析

刘绍伟

摘要：随着我国科学技术不断发展，人们生活水平得到很大提高，人们开始高度注重环保问题，一些城市环境问题已经严重对人们的生活造成影响，为促使电厂可以在符合国家环境控制标准的情况下运行，在实际发电过程中要对脱硫脱硝设备进行相应的改造，达到环保标准，本文结合相关经验，探讨火电厂脱硫脱硝环保设备的改造方式，并进行改造后设备控制优化的分析，以此作为火电厂脱硫脱硝处理的理论依据，提升环保质量。

关键词：火电厂 脱销环保 改造 优化

0引言

随着我国科学技术不断发展，环境污染问题是我国首要面临的问题之一，部分城市环境问题已经影响到人们正常生活，国家相继下发法律文件，力求将环境问题解决。发电集团为达到国家环境控制标准，将脱硫烟道旁路进行封堵，并进行脱硫脱硝设备改造，提升环保质量。本文主要分析火电厂机组脱硫脱硝环保设备改造方式，并对改造后的设备进行研究，并对机组环保设备制造行业发展方向进行探索。

1脱硝环保系统存在的问题分析

本文以我国某电厂某一机组为例对脱销环保系统存在问题进行分析，发现其存在以下问题。

（1）烟气连续检测系统（CEMS）测量不准确且频繁故障

某机组CEMS系统采用的是抽取法检测，其“L”型采样抽取管道过长，造成近1min测量的延迟;脱硝装置区域烟尘浓度较高，最大高于20000mg/m3，有滤尘器进行过滤，烟尘浓度大，容易滤尘器堵塞，滤尘器堵塞会使测量值偏低延迟加大，清理滤尘器过程中会造成测量中断;脱硝装置区域除了烟尘浓度高，还存在高流速颗粒物，对检测探头的冲刷打磨非常严重;现有的抽取法仪器使用普通特氟龙管线不能适用260℃以上高温，脱硝装置区域烟气温度高，大于40℃，会变形或加速老化;脱硝后烟气含逃逸氨，在低于280℃时会产生铵盐结晶，进而堵塞管线。

（2）喷氨调节阀流量特性差

某机组脱硝系统在运行过程中，喷氨流量经常大幅波动，调节阀线性恶化，调节阀动作频繁，经常在完全关闭和打开之间反复波动，造成整个系统振荡，出口氮氧化物浓度超标。经过分析，发现制氨过程中蒸发器温度和出口氨气压力不稳定是喷氨流量波动大的成因。

（3）喷氨自动控制品质差

某机组原喷氨控制策略为传统PID单回路，用出口氮氧化物浓度与设定值之间的偏差乘以PID函数加上负荷变动前馈，控制喷氨调节阀开度，以到达出口氮氧化物浓度设定值。

当炉膛燃烧发生变化时，SCR入口氮氧化物浓度随之变化，出口氮氧化物浓度会发生跳变，喷氨调节阀剧烈摆动，氮氧化物排放超标。每隔1h的脱硝系统吹扫过程中，出入口氮氧化物浓度测量设备会保持当前值，造成近3敏的盲区，测量恢复后，喷氨调节阀会剧烈摆动，导致系统不稳定。

2火电厂脱硫脱硝环保设备改造分析

2.1脱硫脱硝环保设备改造

随着各项环保技术的不断完善和发展，在进行燃煤电厂系统控制的环节中，可以完全实现自动化的控制，新建机组可以采用自动化控制技术，实现对机组控制系统的革新。燃煤电厂控制系统可以采用流行的分散控制系统方式，确保电力系统的各项设备稳定运行。如今，人们越来越重视环保，我国也积极地采用国内外大量的环境保护技术，在建设火电机组脱硫脱硝设备中，需要完善施工工序，严格按照国家环境保护法的要求进行，尤其是在针对大量的控制机组设计中，更要着重考虑节能环保。在改造火电厂相应系统硬件的过程中，还需要进行大量工业化软件的研制，并且还要给设备增加自动化诊断功能，可以借助互联网通信对软件诊断效果进行升级，以及完善各类软件。另外，在开发计算机软件中，程序设计人员要依据人们的电力需求改造程序，促使系统具备更良好的监控功能。

2.2喷氨自动投入的研究

在将喷氨自动化设备投入到系统中时，首先应当分析目前机组的负载情况，并对机组产生的烟气流量数据进行统计，然后在通过合理国画，将喷氨自动化设备合理融入其中。在锅炉燃烧的过程中，应当实施降低氨燃烧操作，然后将得出的数据分析，才能够得到最终精确结果。研究人员在进行调试和设计的环节中，应当在满负荷的情况下，对流量的数值进行对比，在程序优化过程中，可以通过函数方式，对烟气流量进行自变量和因变量方式分析。

通过对函数计算结果分析，能够大致了解烟气排量。喷氨自动化设备能够对脱硫脱硝产生的效果进行合理评价，也可以利用烟气分析仪器对烟气检测的数值设立控制标准，烟气分析仪的质量会对烟气数据分析产生影响。在喷氨自动化设备使用之前，应当将烟气分析仪设计好，然后制定烟气流量标准，在对脱硝的效果进行计算，对氨气流量进行监控。

3火电厂脱硫脱硝环保设备优化分析

3.1应用脱硝检测新技术进行优化

针对原有抽取式检测方法产生的各种缺陷，现采用喷射引流+烟气回流组合探头的新技术来进行检测，探头示意如图1所示。

新技术产品采样探头为烟道旁直接测量，取消了采样抽取管道，实际响应时间为5s以内;采样探头的工作原理是基于文丘里效应，持续向烟道内喷射压缩空气，探头前端不加滤尘器，利用高温颗粒物的流动性，将含颗粒物的烟气引至烟道外传感器下方检测，再与喷射空气混合送回到烟道内，这样屏蔽了烟尘浓度高低对检测的影响。该技术在一个传感器内连续完成了氧气的检测、二氧化氮向一氧化氮的转换和氮氧化物的检测，传感器由氧化锆厚膜材料组合成一体结构，测量池、加熱和控温均密闭在传感器中，解决了环境恶 劣对传感器的影响;整个探头结构均为金属或陶瓷制品，没有塑料/橡胶等不耐高温的部件;双池厚膜氧化锆传感器工作温度大于800 ℃，无需降温可以直接检测大于300℃ 烟气，当烟气温度小。

3.2风烟系统自动优化措施

现在风机入口压力的自动调节能力不是很好，容易受到风机调节的影响。当送风机和引风机发生异常后，增压风机就会受到一定的干扰，如果不能及时地调整，就会导致增压风机入口处的压力非常大，甚至出现跳闸的情况。所以，机组在实验的环节中，应该打开旁路。增压风机和引风机在使用中是串联的，所以，他们之间的影响非常大，机组在正常运行的环节中，系统会处于稳定的状态，参数也不会产生太大的差异，引风机的炉膛压力也能实现自动化的调节。但是如果两台风机在运行中发生了异常，如磨煤机会出现突然跳闸的情况，这时压力就不能实现很好的调节，会导致机组发生故障。在风机触发后，炉膛内的压力会发生很大的变化，增压风机的入口烟气会产生很大的波动，在接受信号后，调节会发生滞后性。在增压风机自动调节的环节中，对引风机的调节会产生很严重的影响，导致恶性循环，在自动调节的环节中会发生严重的震荡情况，导致引风机出现失速的情况，严重的会发生设备损坏。

结语

随着我国社会经济的不断发展，人们的环保意识越来越强，火电厂烟气脱硫脱硝装置应该不断地提质增效，完善脱硫脱硝控制系统的性能，才能进一步满足人们的环保要求，才能实现机组的节能、高效、环保运行，为我们的碧水蓝天做出更大的贡献。

参考文献

[1]胡轶群.火电厂脱硫脱硝改造后的控制系统优化研究[D].华北电力大学（北京），2016.

[2]吴峰.火电厂脱硫脱硝环保设备改造后的控制优化探讨[J].现代工业经济和信息化，2017（ 20）：34-36.