脱硝SCR喷氨优化常态化管理

摘 要：华电新乡发电有限公司超低排放改造后，脱硝系统两侧烟气流场不均，局部区域存在少喷、漏喷现象，严重影响脱硝SCR喷氨均匀性。新乡公司采用脱硝SCR喷氨优化常态化管理，可以定期、实时、高效对脱硝系统进行优化，减小氨气逃逸率，减少硫酸氢铵生成量，解决长周期运行造成空预器堵塞问题，提高机组安全经济可靠运行效率。

关键词：脱硝；喷氨优化；常态化；管理

1 技术概要

华电新乡发电有限公司（以下简称新乡公司）超低排放改造后，两台机组脱硝出口氮氧化物控制≤50mg/m3。正常运行期间脱硝SCR喷氨均匀性较差，为了控制脱硝出口氮氧化物浓度，局部时段长期低于35mg/m3，造成过量喷氨，脱硝系统两侧烟气流场不均，局部区域存在少喷、漏喷现象，严重影响脱硝SCR喷氨均匀性，氨气逃逸率大，硫酸氢铵生成量增加，长周期运行造成空预器蓄热元件堵塞严重，严重影响机组安全稳定运行。

新乡公司采用脱硝SCR喷氨优化常态化管理，可以定期、实时、高效对脱硝系统进行优化，减小氨气逃逸率，减少硫酸氢铵生成量，解决长周期运行造成空预器堵塞问题，提高机组安全经济可靠运行效率。

2 技术原理和内容

2.1 技术原理

1）开展喷氨优化试验，定期开展喷氨优化试验确定脱硝系统氮氧化物数值，通过调整就地喷氨调门调整脱硝系统两侧喷氨均匀，实现脱硝SCR喷氨准确性、均匀性，减少过喷、少喷、漏喷现象。

2）根据喷氨优化试验结果，组织开展喷氨优化调整，主要针对脱硝系统SCR喷氨调整跟踪测量，调整喷氨量大小进行喷氨优化校正，保证脱硝SCR出口NOx均布，降低氨气逃逸率，减少硫酸氢铵生成量。

2.2 关键技术、工艺流程

新乡公司1、2号脱硝系统均采用选择性催化还原法（SCR）。以液氨为还原剂，脱硝入口设计NOx浓度为650mg/Nm3，出口NOx按国家排放标准低于50mg/Nm3。

新乡公司组织专业人员，自主进行脱硝喷氨优化调整试验，提高氨气利用率。脱硝SCR反应器喷氨系统分为A、B两路母管，母管连接引出44根喷氨支管。液氨通过氨/空气混合器稀释后，经过喷氨母管、喷氨支管后，进入脱硝反应器。

新乡公司某次自主喷氨优化调整时，#2机组A侧脱硝SCR系统调整前、后试验数据对比如下：

从以上数据对比可以看出，通过自主优化实验调整后，就地测量A、B侧氮氧化物浓度基本稳定在42 mg/Nm3 左右，脱硝反应器出口氮氧化物浓度基本调整均匀，氨逃逸率明显降低。

2.3 主要技术参数对比

1）通过自主优化实验调整后，提高了脱硝SCR喷氨准确性、均匀性，减少过喷、少喷、漏喷现象，氨逃逸率明显降低。

2）节省了试验费用，单次喷氨优化试验费用在30万元左右，喷氨优化试验好数只测量不进行优化调整，新乡公司开展喷氨优化试验的同时，根据试验结果开展自主喷氨优化调整，实现了试验与调整同步实施。

3）采取自主喷氨优化调整后，喷氨单耗由7.55g/万kWh下降至6.13g/万kWh，在400MW下的空预器差压由1.22kPa下降至0.83kPa，有效提升了机组运行经济性。

3 评价指标

3.1 节能减碳能力

根据空预器烟气差压升高1.5kPa，风机耗电率升高02%，脱硝SCR喷氨优化常态化管理后，可有效降低空预器烟气差压0.4kPa，风机耗电率降低0.05%。

按照厂用电率降低1%，影响煤耗降低3g/kWh，影响煤耗降低0.15g/kWh，年利用小时5000h计算，年可节约标煤：

1320MW×5000h×0.15g/kWh=990吨

按照煤炭排放系数2.64tCO2/tce计算，年减少碳排放量：

990吨×2.64tCO2/tce=2613 tCO2/a

3.2 经济效益及社会效益

1）脱硝SCR喷氨优化常态化管理年可节约标煤990吨，标煤价格按照750元/吨计算，年可降低发电成本：

990吨×750元/吨=74万元

2）优化调整后，液氨单耗降低1.4kg/万kWh，液氨2700元/吨，年可节约液氨成本：

1320MW×5000h×1.4kg/万kWh×2700元/吨=249万元

经济效益共计：74万元+249万元=323万元

3.3 先进性

目前，新乡公司自主喷氨优化试验与调整工作已列为公司运行定期工作，每月定期开展一次，实现了机组正常运行期间的喷氨优化实时调整，这在火力发电企业属于首次。

3.4 可靠性

技术成熟可靠，自2017年1月开展实施以来，新乡公司脱硝系统自主优化调整节已开展一段时间，脱硝SCR喷氨单耗持续优化，有效解决了超低排放改造后#2炉空预器差压上升较快问题。2016年4季度，#2炉空预器堵塞严重，#2炉三大风机耗电率最高上升0.15%，喷氨量大，新乡公司喷氨单耗长期维持在7.5千克/万千瓦时左右，经过脱硝SCR喷氨优化常态化管理，#2炉空预器差压得到了有效控制，喷氨单耗也降了下来，为机组安全、经济运行提供了保证。

4 推广建议

4.1 节能减碳能力

脱硝SCR喷氨优化常态化管理，有效降低空预器差压，控制超排脱硝SCR改造后空预器差压上升速度，年节约标煤耗1188吨，提升经济效益336万元。

4.2 推广潜力

此项技术有很强的可操作性，有很高的推广应用价值，投资小，见效快，按照科学合理的脱硝SCR喷氨优化常态化管理方法，因地制宜，在做好充分调研、分析基础上，自主开展喷氨优化试验与调整工作，可有效降低风机耗电率，减少喷氨单耗，节能降耗潛力巨大。

4.3 预计投入

预计投资1台烟气成分分析仪（单台成本8万元左右），测量管若干，费用共计8万元。

4.4 预计可形成的节能能力

喷氨优化试验与调整后，空预器烟气差压降低0.4kPa，风机耗电率降低0.05%，降低煤耗0.15g/kWh。

作者简介：饶红建（1984-），男，河北唐山路北区人，本科，工程师，从事火力发电厂锅炉技术管理方面的工作。