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燃煤机组SCR脱硝系统近零排放下热工控制关键技术研究与工程实践

北极星环保网来源:李德波 等2019/3/25 9:42:48我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:SCR脱硝 SCR催化剂 脱硝系统

根据被控设备的工艺要求设计逻辑只是满足控制的最基本要求,如果不考虑被控设备和控制设备的特点,这样构成的控制系统可靠性有所欠缺。对涉及脱硝喷氨的保护逻辑进行全面的梳理,并进行优化,提高脱硝系统投运率。主要进行了如下控制优化:

(1)根据厂家的催化剂特性资料,该催化剂理论应用范围为280~400℃,当烟气温度低时,催化剂的活性会降低,NOx的脱除效率随之降低,此时NH3的逃逸率增大。

随着烟气温度的升高SO2很容易被催化氧化成SO3,SO3与NH3反应生成的硫酸氢铵容易在锅炉空气预热器冷端局部换热面形成硫酸氢铵黏性物质,堵塞空气预热器换热元件,造成空气预热器烟气侧和空气侧进出口差压升高且伴随波动,影响锅炉风烟系统运行安全。厂家为满足合同设计要求投运期间脱硝效率>85%,氨逃逸<3μL/μ等硬性指标,将SCR入口烟气温度低保护值定在了314℃。

在确保催化剂活性和控制NH4HSO4生成的前提下,本文创新性地提出通过SO2质量浓度及入口NOx浓度来确定SCR最低运行温度方法,见表4,在最优情况下SCR最低运行温度可以降至293℃。

QQ截图20190325093945.jpg

通过表4的对应函数关系,修改脱硝系统最低投运温度保护定值,使其与SO2浓度与入口NOx成对应关系。结合煤种掺烧和运行的合理操作确保了锅炉稳燃负荷(220MW)以上全工况脱硝的实现,现场实践表明可以做到180MW脱硝系统投运。

(2)将容错逻辑设计思想引入脱硝系统保护逻辑:

A、当脱硝系统出现可容忍的小故障时,保护逻辑应考虑容错,保持系统持续运行。取消了原有的“一侧SCR入口烟气NOx测量坏值,延时10s保护关闭对应侧喷氨关断阀”保护条件。当测量坏值时喷氨控制切换到手动控制,由运行操作人员根据实际工况进行暂时的手动干预。

B、尽量避免单点信号用于保护,改单点触发为多条件触发。对原有“氨区至脱硝SCR供氨母管压力低于0.1Mpa,延时2s保护关闭两侧喷氨关断阀”保护条件增加辅助确认条件,由于其压力低的源头实际为氨区氨气缓冲出口母管压力低。因而将该保护修改为“氨区至脱硝SCR供氨母管压力低于0.1Mpa,且氨气缓冲槽罐压力低于0.1Mpa,延时2s”。这样避免了仅仅由于氨区至脱硝SCR供氨母管压力低于0.1MPa导致喷氨关断阀关闭情况的发生。

C、当不得不采用单点信号作保护时,需引入故障鉴别信号。对原有的“一侧SCR稀释风流量低于1950Nm3/h,延时5s保护关闭对应侧喷氨关断阀”保护条件增加坏值剔除功能,避免变送器故障引起保护误动。

通过现场实践研究表明,完成省煤器分级改造及脱硝系统保护逻辑优化后,脱硝系统平均投运率由48.1%提升至99.7%实现了稳燃负荷(220MW)下全工况脱硝运行。

延伸阅读:

SCR脱硝系统分区控制式喷氨格栅的优化

氨水蒸发器在SCR脱硝装置上的运用

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