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關於蒸汽流量計脫硝采樣管路優化改造

來源:作者:發表時間:2019-10-24 11:08:06

[ 摘要 ] 簡要概述中電投寧夏臨河電廠的脫硝係統流程,總結在脫硝采樣係統優化改造之前存在的問題,並分析原因,提出針對性的措施,以解決脫硝存在的主要缺陷,確保脫硝係統能夠穩定可靠地運行,提高電廠的經濟性以及達到國家的節能環保要求。
1 研究背景
臨河發電廠一期為 2×蒸汽流量計,1 號、2 號蒸汽流量計分別於 2011 年 6 月 12 日、7 月 2 日完成 168 小時試運行 , 投產發電。其中 1 號、2 號蒸汽流量計分別於 2014 年 05 月、06 月投入脫硝係統,並使用目前使用較廣泛的選擇性催化還原技術,簡稱 SCR。係統自投運以來,由北京中電興業有限公司設計生產的脫硝采樣器暴露出的問題較多,特別是在該係統投運之初,脫硝 CEMS 係統的故障率較高,嚴重影響了整套脫硝係統的安全運行,後來幾經分析和調研,並逐一改進,故障發生率穩步下降,取得了明顯的效果。
1.1 脫硝采樣係統簡介
CEMS(Continuous Emission Monitoring System) 即 連 續煙氣監測係統,本廠使用直接抽取采樣法進行測量。其工作原理:被分析的煙氣經過探頭後,被該探頭內裝的燒結濾芯所過濾;樣氣過濾後成為較純淨的氣體,經過電伴熱管線進入冷凝器除水、二次過濾後好終到達分析儀表。取樣探頭帶有電加熱器,從取樣探頭出口到分析儀表櫃入口的取樣管采用電加熱取樣管,可將被分析氣體加熱到 90 ~ 120° C,從而避免煙氣中所含水分在輸運過程中冷凝或結凍,確保易溶於水的氣體組份的分析精度。本廠脫硝 CEMS 係統設備由北京中電興業公司提供,其中分析儀為 ABB AO2020 Uras14 型紅外分析儀,每台鍋爐各設兩套,分為 A、B 側。其中,入口為一根取樣管線,用於測量煙氣 NO 含量,出口為一條取樣管線,用於測量煙氣中 NO、O2 含量,NOx 的值由 NO 乘以經驗值換算而來。
1.2 脫硝采樣係統改造背景
國家頒布的新標準中關於氮氧化物( NOx )的排放質量濃度的限值為 100 mg /m 3 ,且要求到 2015 年國內已運行和新建火電蒸汽流量計要全部安裝煙氣脫硝設施。隨著環保新標準的實施,火力發電廠鍋爐減排壓力越來越大,脫硝作為減少 NOx 排放的主要手段,成為“十二五” 期間火電企業麵臨的首要任務 ,隨著節能環保的要求越來越高,NOx 測量精準程度的要求也越來越高 。本廠自脫硝投運以來一直存在 NOx 測量不準確、不穩定的問題,導致供氨調門無法投自動,嚴重影響到 NOx 排放的穩定性,嚴重違背了節能環保的理念。
1.3 N O x 測量不準原因分析及解決辦法
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2 脫硝采樣係統改造與優化
2.1 采樣管線過濾環節的優化
在投運之初,1B 出口每次在反吹結束時取樣管線存在憋壓現象,導致蠕動泵出口橡膠管瞬間膨脹,加速了橡膠管的老化程度,需要經常更換橡膠管。經多方查找,反複驗證確認,發現問題出現在燒結濾芯上。因中電興業公司提供的燒結濾芯較小且過濾效果差,容易積灰堵塞,造成煙氣的通透性較差,以及取樣探頭處容易板結,從而造成取樣流量始終偏低,由此造成反吹時管線存在憋壓現象。所以聯係了中電興業公司專門定做了過濾效果好的大號濾芯,這樣在源頭上就能過濾掉大部分的煙氣灰塵,並更換了測量氣室入口清潔過濾器,在浮子流量計出口與分析儀表入口之間加裝了阻水半透膜,有效防止了氣室再次進水進灰被汙染,好後將原來已經汙染的氣室更換掉。
2.2 更換冷凝器
由於以前的冷凝器雙進雙出是集成在一根冷凝罐上,冷凝效果不是很理想,蠕動泵出口很少有冷凝水排出,冷凝罐出力差。經多方考察取證,決定選用雙級冷凝罐,冷凝罐為單好分開的兩個,經實際使用驗證後,能夠達到所需要的冷凝效果。
3 改造優化後的效果
在改造優化之前,出入口 4 個測點經常存在測量偏小或者壞點的現象,熱控人員需要花費大量的時間和精力去處理缺陷,極大地增加了重複的工作量,每個月脫硝的缺陷幾乎占到總缺陷數的 25%。經過此次 #1 蒸汽流量計的脫硝采樣係統的改造優化後,NO 示值穩定可靠(圖 1),噴氨調門可以投入自動,提升了本廠的自動投入率,減輕了運行的監盤壓力,並且幾乎沒有缺陷,減少了熱控維護人員的工作量。
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4 結語
經過對本廠脫硝采樣管路的優化改造,主要取得了以下成果:一是減少了脫硝 CEMS 係統的維護工作量,降低了熱控維護人員的勞動強度,極大地降低了維護費用,在改造優化之前,由於管線過濾效果差,平均每個月就需要清洗一次采樣泵,每季度更換一次采樣泵,改造優化後采樣泵均能使用到其平均壽命(9 個月),僅此一項每年可為公司節約 4.3 萬元。二是徹底根治了 NOx 長期測量不準,極大地提高了 NOx測量的精確性。三是可以使噴氨調門投自動,使出口 NOx 的值保持在理想範圍內,降低了運行人員的監盤強度。四是提高了噴氨的經濟性,在保證煙囪出口 NOx 不超標的前提下,減少了噴氨量,降低了氨逃逸率,預防了因噴氨量過多而產生的亞硫酸氨銨鹽堵塞空氣預熱器受熱麵,進而引起引風機的喘振,危及蒸汽流量計運行安全。
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