隨著我國環(huan)保(bao)要求的逐漸(jian)提(ti)高，火電超(chao)低排放工(gong)作進展(zhan)迅速。各大(da)型燃煤火電企(qi)業對(dui)鍋爐進行脫(tuo)硫、脫(tuo)硝(xiao)、除(chu)塵裝(zhuang)置的建(jian)設和(he)改造，脫(tuo)硫脫(tuo)硝(xiao)發展(zhan)迅速，技術工(gong)藝逐漸(jian)成熟，但(dan)在(zai)(zai)自動(dong)調(diao)節上仍有大(da)量(liang)問題存在(zai)(zai)，極易造成環(huan)保(bao)超(chao)標。本(ben)文提(ti)供一種基于質量(liang)平(ping)衡(heng)模式(shi)的電廠 SCR脫(tuo)硝(xiao)系(xi)統噴氨自動(dong)調(diao)節方(fang)法，能自動(dong)將出(chu)口 NOx 排放控制(zhi)在(zai)(zai)一定(ding)范圍(wei)內。

SCR工藝(yi)的基本(ben)原理為：在催化劑(ji)作用(yong)下，向適當溫度( 約280 ～ 420℃ ) 的煙氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)噴(pen)入氣(qi)(qi)(qi)氨，氣(qi)(qi)(qi)氨與煙氣(qi)(qi)(qi)中(zhong) NOX發生化學反應(ying)，將 NOX還原成 N2和(he) H20，達到(dao)脫(tuo)硝的目的。

1 改造(zao)前(qian)存(cun)在問題(ti)

隨著新的(de)排(pai)放標準實施，燃煤電(dian)廠目前(qian)現有的(de)的(de)脫硝噴氨自(zi)動控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)的(de)兩(liang)種控(kong)(kong)制(zhi)模(mo)式( “濃(nong)度模(mo)式”和“效率模(mo)式”) ，已經(jing)完(wan)全不能滿足運行(xing)人(ren)員(yuan)的(de)需(xu)求(qiu)。脫硝噴氨只能改為手(shou)動控(kong)(kong)制(zhi)調(diao)節門開度，其調(diao)整完(wan)全依賴于運行(xing)人(ren)員(yuan)的(de)經(jing)驗，合(he)格達標和經(jing)濟性很難平(ping)衡(heng)，運行(xing)人(ren)員(yuan)發現和調(diao)整不及時將造(zao)(zao)成出口NOx 值超(chao)高(gao)越線，各(ge)種不確(que)定因素(su)的(de)存在給系(xi)統(tong)的(de)正常(chang)運行(xing)造(zao)(zao)成了隱患。

2 原因分析

1) 噴氨自(zi)動(dong)無論是“濃度模式”還是“效率模式”，其調(diao)整存在滯(zhi)后，當(dang)出(chu)口已經反應出(chu)來了，噴氨自(zi)動(dong)系(xi)統才(cai)進行調(diao)整。

2) 供(gong)氨(an)壓(ya)力不平(ping)穩，波動(dong)范(fan)圍較大。以本公(gong)司為(wei)例(li)，供(gong)氨(an)壓(ya)力在 0.2MPa～0.245MPa 波動(dong)。

3 基(ji)于(yu)質量平(ping)衡模式的脫硝系統噴氨自(zi)動調節(jie)

基本(ben)思路(lu)：先根(gen)據鍋爐(lu)脫硝反(fan)應(ying)(ying)器入口氮氧(yang)化(hua)物濃度、煙氣量(liang)( 一般(ban)煙氣量(liang)測點不(bu)準(zhun)可用總風量(liang)代替) 、脫硝反(fan)應(ying)(ying)方程式等計算出(chu)脫硝需(xu)要的噴氨(an)質量(liang)，再(zai)根(gen)據排放出(chu)口的氮氧(yang)化(hua)物濃度進(jin)行修(xiu)正(zheng)，最(zui)終(zhong)得出(chu)需(xu)求的噴氨(an)量(liang)。同時設置(zhi)人(ren)工(gong)偏(pian)置(zhi)調整(zheng)回路(lu)，使運(yun)行人(ren)員能(neng)在不(bu)切除自(zi)動情(qing)況(kuang)下(xia)對(dui)噴氨(an)量(liang)進(jin)行修(xiu)正(zheng)。

3．1 噴(pen)氨量計算

( 1) 取 A、B 側入口 NO( mg/Nm3) 計(ji)算均值，并轉(zhuan)換成體(ti)積(ji)濃度。通過下列(lie)公(gong)式轉(zhuan)換成體(ti)積(ji)濃度:

NO 體積濃度( ppm) = NO 質量濃度 / 1.34

( 2) 計(ji)算(suan) CNOX體積濃度，并求(qiu)得 CNO2質量(liang)濃度。

鍋(guo)爐排放的(de)煙氣中的(de)氮氧化(hua)物(wu)統稱為 NOX，主要(yao)成分為NO 占(zhan) 95%和 NO2占(zhan) 5%。氮氧化(hua)物(wu)的(de)排放標準以標準狀態(tai)，干煙氣，6%O2，NO2計。

CNOX體積濃度=NO 體積濃度( ppm) /0.95;

CNO2體積濃度=CNOX體積濃度* 0.05;

CNO2質量濃度=CNO2體積濃度* 2.05。

( 3) 脫硝效率計算:

取 A、B 進口(kou) 6%NO2( mg/Nm3) 計算平均(jun)濃度、總出口(kou)排(pai)放(fang)濃度計算效率。

ηnox=［進口(kou) 6%NO2( mg/Nm3) －出(chu)口(kou) 6%NO2( mg/Nm3) ］/進口(kou) 6%NO2( mg/Nm3) * 100

( 4) 氨氮摩爾比( M) :

M 是實際脫(tuo)硝效率及氨逃(tao)逸后的(de)氨消(xiao)耗量(liang)與 100% 脫(tuo)硝效率時理論(lun)氨耗量(liang)的(de)比值。

取效率、氨逃逸(yi)率、CNO( mg/Nm3) 、CNO2( mg/Nm3) 按下(xia)式計算(suan)氨氮摩爾比。

ηnox———脫硝效率，γa———氨逃(tao)逸率( 取(qu) 3%進行計算(suan))

( 5) 實態煙氣轉標態體積比值計算:

T實(shi)( K) ———脫硝入(ru)口平均溫度。

P實( Ka) ———空預出口(kou)二次風壓。

( 6) 實態風(feng)量體積(ji)計算(suan):

實態(tai)風(feng)量體積=實際總風(feng)量* 1000/0.5881( 密(mi)度(du))

( 實(shi)際總風量為一、二次(ci)風量之和。)

( 7) 標態(tai)風量體(ti)積:

Vq標(biao)態(tai)風(feng)量體積(ji)(ji)=實態(tai)風(feng)量體積(ji)(ji)/實態(tai)轉標(biao)態(tai)體積(ji)(ji)比(bi)值

( 8) 實際脫硝效率(lv)及 3%氨逃逸情況下(xia)所需氨耗量計算:

3．2 修正(zheng)計算的(de)耗氨量

( 1) 根據鍋爐氧(yang)量修正，修正函數為 f1( X) ; 見下圖(tu)。

( 2) 根據排放的(de) NOx 濃度對噴氨量(liang)進(jin)行修正(zheng)，修正(zheng)函數 f2( X) 。

4 優勢和實施效果

( 1) 結合總風量的(de)變化和(he)脫(tuo)硝反應器入口濃度的(de)變化，可以最大程度的(de)預判(pan)噴氨量，提前進(jin)行(xing)調整。

( 2) 因為(wei)控制的(de)是噴氨的(de)質量流量，因此(ci)可以消除供氨壓力(li)變化帶來的(de)影響(xiang)。

( 3) 能將環保(bao)出口 NOX平穩控(kong)制在(zai) 35-42mg/Nm3之間，解決了脫硝噴氨自動調節品質不能滿足需求的問(wen)題。減輕集控(kong)人(ren)員調整(zheng)負擔。

( 4) 直接經濟(ji)效益(yi): 萬度電噴氨(an)量(liang)比去年(nian)下(xia)降(jiang) 0.26kg/萬Kwh，全年(nian)可節約(yue)液氨(an) 73 噸左(zuo)右(you)，合計(ji) 24 萬元左(zuo)右(you)。

( 5) 間接經(jing)濟效益:

a．每(mei)年可減少因 NOx 超標排(pai)放罰扣(kou)電費上百(bai)萬元(yuan)。

b．逃逸氨量減少，緩解空氣(qi)預熱器的(de)冷端形成(cheng)硫酸(suan)氫銨堵塞(sai)問題(ti)，提高一二(er)次風(feng)溫。

( 6) 間(jian)接(jie)經濟(ji)效益:

a．保證脫硝不超(chao)標(biao)，不扣罰脫硝電價。

b．逃逸氨量(liang)減少(shao)，緩解(jie)空氣預熱器的冷端形成(cheng)硫酸(suan)氫(qing)銨堵塞(sai)問題，提(ti)高一二次(ci)風溫.