超低排放改造出现的问题、难点及处理方法.docx

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1、超低排放改造出现的问题, 难点及处理方法docx目录目录1摘要2前言21 .燃煤电厂超低排放改造要点21.1. 系统可行性分析21.2. 完善技术评估准备工作31.3. 科学选择技术路线31.4. 积极落实精细化管理32 .超低排及节能放改造过程中出现的问题42.1. 氨逃逸浓度大42.1.1. 喷氨过量42.1.2. 供氨阀门自动控制缺陷422催化剂堵塞53 .解决建议53.1. 喷氨优化调整试验53.2. 自动控制策略建议733吹灰器运行建议74 .启动锅炉容量及参数选择84.1. 机组启动初期耗汽用户分析84.2. 启动锅炉容量计算及选取85 .处理方法95.1. 改造的费用95.2.

2、改造时间105.3. 现行的标准105.4. 改造后出现的问题106 .结束语107 考文献11摘要在我国工业化大发展的过程中，燃煤机组对于我国的工业发展起到了十分关键的作用，但也给环境污染带来了诸多的问题，主要是二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物的排放，燃煤电厂占全国总排放量的1/3,燃煤机组的超低排放，是环境大气治理的必然选择，由于是现役机组的改造，会带来诸多的问题。国内空气污染问题仍较为严重，与当下煤为主体的能源体系现状息息相关。燃煤电厂具有煤耗量巨大、污染物排放总量高的特点，应作为大气污染物排放控制的主要管理对象。该文针对燃煤电厂超低排放的具体要求、改造要点等进行了探讨，提出了推广超低排

3、放的对策建议，力求促进绿色煤电的稳定发展。关键词：燃煤电厂；超低排放；改造后的问题；对策措施1刖百目前，一发电集团旗下13家燃煤电厂基本已完成超低排放改造，大部分机组SCR改造都采用了在原备用层增加一层催化剂的改造方式，此种方式具有在不改变现有反应器的基础上提高脱硝效率的优势。本文通过对上述机组的跟踪研究，总结了 SCR改造后出现的几个威胁机组安全稳定运行的共性问题，并提出了解决建议.就目前我国的工业发展现状而言，燃煤机组依然起着举足轻重的作用，经过多年的发展，燃煤机组已形成一定规模及技术模式，但当时只重视工业化大发展，而忽视了环境保护。近几年以来中国的中东部地区，连续出现雾霾天气，火电行业产

4、生的一次与二次MP2.5是重要的排放源，控制燃煤电厂排放的大气污染物成为治理雾霾天的首要举措。对于燃煤机组，国际已经通过法律手段要求使用超低排放技术。所谓污染物超低排放技术，是指通过先进的设备综合治理技术，使污染物的排放达到国家颁布的标准，其意义从根本上解决煤炭能源与环境的瓶颈，但由于是超低排放改造，在改造中就会出现不同的问题。1 .燃煤电厂超低排放改造要点1.1. 系统可行性分析与其他国家相比，国内燃煤电厂节能改造、超低排放改造要求较为严格。为了达到相应排放标准,必须保证管理技术、硬件设备设施、管理体系等均达到最优化，同时考虑到节能、减排两方面要求,必须加强煤质方面的控制。整体管理必须保证思

5、想统一、高度重视。结合国内成功实现超低排放的燃煤电厂状况进行分析，超低排放的稳定性较难控制。相关调研报告内容表明：国内相关机构随机挑选12家完成超低排放改造的燃煤电厂进行检测，从上述燃煤电厂选择了 15个排放口，最终排放结果超标概率较大。即验收达标、运行超标状况较为严重。从上述数据分析可发现，稳定化的超低排放具有较高难度，燃煤电厂是否可满足国家政策规定获取环保电价资格也有待考究。因此，燃煤电厂的企业负责人、各部门领导必须理解这一任务的重要性、艰巨性，共同参与到改造方案编制工作中去，及时进行各个工作环节的评估管理，选择经验丰富的环保设备改造企业。在燃煤电厂超低排放改造中，必须考虑地理位置、煤质因

6、素、锅炉特殊性等方面的影响，加强调研取证、论证分析等工作的控制及时进行合理设计和优化，选择经济、合理的改造方案。保证后续方案执行后，可达到安全稳定、高效环保的效果，避免急功近利等状况的发生。1.2. 完善技术评估准备工作燃煤电厂超低排放的要求是时代发展必然趋势，是国家结合雾霾天气提出的具体整改方案措施，因此，必须充分了解超低排放工作体系的具体指标，这对后续设计方案的制定、技术路线的确定、设备型号的选择、验收管理等环节均起到了指导性作用，是保证精细化管理的必要举措。结合国家节能减排要求，燃煤电厂企业的评价指标需考虑下述几点：环境影响效果、能耗高低、技术性能、投资金额、设备运行效果等。其中环境影响

7、效果包括：需考虑达标排放的基本要求，并在此基础上分析环境质量影响，换言之是污染物减排的边际环境效益，主要考核指标包括投运率、排放量、消减量、危险废弃物增加比例等。1.3. 科学选择技术路线首先，充分地了解超低排放要求，包括技术规范、政策体系等，如排放标准、完成日期、配套监测设备体系、采样规范要求、环保验收标准和监测条件等。其次，相关人员要了解烟气净化设施的状况和特点，并及时进行分析，结合现存差距进行改造。针对超低排放要求所带来的改造难度，及时进行相关措施的制定和执行，结合常规、非常规污染物风险进行处理;设计方案中要留有设计余量，加强节能因素的分析，保证环保改造的系统性、完整性。燃煤发电机组作为

8、一个综合化系统，环保设备一般需与锅炉烟风部分进行串联，一旦某个环保设备出现细漏，极易对整个系统产生负面作用。考虑到各个环保工程并非属于一家公司进行管理，必须及时进行沟通，避免工程错误、重复改造等问题的发生。1.4. 积极落实精细化管理环保设备设施的采购中，必须加强质量管理，提高设备运行效果，避免后续维修频率过高等带来的经济损失。相关人员要进行现场跟踪服务，提高施工质量水平。必要时可将总体质量要求进行若干部分的划分，以期提高过程控制效果，确保项目施工质量符合规范要求。参照燃煤发电机组超低排放在线自动监控设施验收前现场核查方案开展相关工作，保证设备的采购、安装、施工、监测等满足相关要求。后续设备运

9、行调试中，企业必须及时进行超低排放改造控制，一般设备连续稳定运行满30日后,需由省级监控中心进行检查，开展CEMS现场技术检测。省监控中心在进行技术检查中，必须严格参照超低排放改造环保验收及检测方案执行，并由监控中心人员现场进行核查报告的确认。对燃煤电厂而言，必须根据具体流程进行监测机构的选择、委托，及时验收并监测机组超低排放状况。对监测机构而言，接收委托后需第一时间进行现场勘测、资料审核，对符合现场技术条件要求的企业按期组织监测处理。环保设施通过验收后，要加强后续监管维护，将环保设备运行维护管理融入到企业指标考核体系中。一旦环保设备出现缺陷问题，需将其当作主设备缺陷问题进行处理。加强第三方运

10、营机构监管工作的配合，及时开展机械能风险预计分析，针对煤质突变、设备故障等引发的不达标状况做好预控管理。2 .超低排及节能放改造过程中出现的问题由于超低排放改造是对已投运机组的脱硝、除尘、脱硫进行技术改造，这就涉及到已安装好设备的拆除，新技术设备的安装，这就造成整个改造的费用非常的高，沿海某电厂，2台百万机组的超低排放改造的预算是1.5个亿，每台机组的改造费用为7500万，一台百万机组的改造时间最少60天，加上60天少发的电量，这对企业是一个不小的负担。2.1. 氨逃逸浓度大1.1 .1.喷氨过量机组超低排放改造后，SCR系统入口条件可能已发生变化，特别是机组负荷变动较大时，喷氨格栅喷出的NH

11、3与烟气中的NOx可能存在比例分布不均匀的问题，引起局部喷氨过量。另外，由于对出口 NOx排放浓度的严格控制，在实际运行过程中部分电厂采用了过量喷氨的方式。上述2种情况在长期运行过程中都会造成氨逃逸增大，形成硫酸氢钱（以下简称ABS）。ABS在特定温度范围内呈液态黏稠状，黏附烟气中的飞灰后附着在设备上，造成SCR下游设备（比如空预器、除尘器等）的堵塞，严重时必须停炉清理，对机组的安全稳定运行造成极大的威胁。2.12 供氨阀门自动控制缺陷SCR系统喷氨阀门的典型控制过程为：SCR系统采用串级PID加前馈的控制策略，用原烟气中NOx的体积分数乘以NO2和NO的摩尔比计算出NO2含量作为串级PID控

12、制前馈；为了防止氨逃逸对控制造成影响，将SCR烟气脱硝系统出口烟气中NO2的含量（计算方法同前馈部分NO2的含量）作为主调PID的测量值，目标NOx体积分数作为设定值，前馈和主调PID共同叠加后生成N02的体积分数,NO2体积分数乘以烟气流量得到NO2的流量信号，该信号乘以所需氨氮摩尔比就是基本氨气流量信号，此信号作为给定值送入副调PID控制器与实测的氨气流量信号比较，由PID控制器经运算后发出调节信号控制SCR入口氨气流量调节阀的开度以调节氨气流量。图1为供氨自动控制流程。原烟气 净烟气氨注射栅格 SCRi氨流量测量!I 1I氨蒸气L-氨流量调节阀T|I稀释空气 iIJ图1供氨自动控制流程简

13、图由于SCR系统存在明显的NOx反应器催化剂反馈滞后和NOx分析仪响应滞后的问题，系统采用实际机组负荷来预测烟气流量。在实际运行过程中，当机组入口 NOx波动较大或机组负荷低时，喷氨自动控制会出现调节不及时的情况，容易造成喷氨过量，长期运行会给后续设备带来安全隐患，因此大部分电厂运行人员都以手动调节代替阀门自动调节。2.2. 催化剂堵塞部分系统催化剂蒸汽吹灰器设计为单一气源，取自锅炉蒸汽吹灰母管减压阀后，在调试过程中经常出现点火后蒸汽压力未达到锅炉本体吹灰压力要求而脱硝系统无法吹灰的情况，吹灰器无法正常吹灰就会引起催化剂积灰，若初次点火到整套启动间隔较长（比如2个3个月），积灰可能会在催化剂的

14、表面和孔道中板结，再次启动吹灰器也无法有效去除，严重影响催化剂使用寿命和脱硝效率。另外，在实际运行过程中还存在运行人员对催化剂差压重视度不足，仅启动超声波吹灰器而长期不启动蒸汽吹灰器的情况，无法及时有效去除催化剂中的积灰，这也是造成催化剂寿命缩短和脱硝效率降低的重要原因之一。3 .解决建议3.1. 喷氨优化调整试验喷氨优化调整试验是在机组常规高负荷下进行的一项试验。通过测试及计算结果对SCR装置中的喷氨格栅手动喷氨阀门进行调整，试验可以在满足NOx浓度控制要求的前提下，减少还原剂用量，降低氨逃逸率，减轻ABS对下游设备的危害，提升系统运行安全性。试验采用网格法进行测量，测点布置如图2所示，截面

15、选取要有代表性。图中标注的SCR入口测点是在省煤器后、催化剂前，SCR出口测点是在催化剂后、空预器之前。喷氨优化调整程序如图3所示。通过多次调节格栅上的支管手动喷氨阀门开度，调整各支管喷氨流量，使SCR反应器截面内NOx与氨比例分布更加均匀，直到SCR反应器出口截面的NOx分布均匀性得到明显改善，从而有效降低反应器出口 NOx浓度分布的不均匀度。喷入氨测点1/测点2SCR反应器锅炉二次风图2喷氨优化调整试验测点布置示意图图3喷氨优化调整程序图3.2. 自动控制策略建议a）因为主汽流量信号变化超前于实际机组负荷信号变化，所以可以采用主汽流量信号代替实际机组负荷信号来预测NOx的变化，减少控制响应时间；b）根据氨流量采取变PID参数调节；c）前馈部分加入NOx浓度变化的微分作用。3.3. 吹灰器运行建议a）建议采用双路气源（辅汽或启动炉气源）或在停炉期间设置临时气源吹灰（如压缩空气）的方式解决这一问题。同时要注意