燃煤电厂脱硝催化剂全寿命管理模式研究

寿命管理—责任单位为第三方技术服务单位，负责在催化剂全寿命周期内，提供定期的催化剂性能检测、不定期的脱硝装置性能评估、诊断、优化等技术服务工作，在此基础上掌握脱硝催化剂的性能状况，及时诊断分析催化剂运行异常并提出针对性解决措施，预测催化剂寿命趋势并制定催化剂加装/ 更换/ 再生等管理方案，为催化剂提效优化提供技术支撑与指导，从而最大化利用催化剂活性，延长催化剂使用寿命。

报废处置—责任单位为催化剂厂商，负责按照国家有关要求对报废催化剂进行无害化处置。当前国内相关管理体系尚未规范、完善，发电企业对其重要性认识不足，通过明确责任单位，由专业厂商开展催化剂报废处置，能够有效地规避环保风险。

1.2 全寿命管理模式应用效果分析

通过上述分析，可根据近年来发展过程将催化剂管理模式

分为以下几类：

早期管理模式—主要应对环保达标排放以及技改工程限期治理要求，在早期大规模工程改造以及催化剂市场供不应求的形势下，仅仅是单纯粗放式的工程阶段设备“买+ 装”模式，缺乏对催化剂产品质量的管控。

现行管理模式—鉴于早期管理模式在工程投运后产生的一系列问题，近年来发电企业对催化剂质量加强了管控，初步形成了“买+ 检+ 装+ 不定期检”的模式，但由于缺乏连续性与整体性考虑，未能充分调动各方单位的参与度，责任单位往往在于发电企业，相关工作开展较为被动，难以实现对催化剂全寿命周期的采购质量、运行寿命以及脱硝运维成本的有效管控。

全寿命管理模式—鉴于早期以及当前催化剂管理模式的上述弊端，从产品供货、质量管控、高效运维、提效优化、寿命管理以及报废处置六个部分实施系统、完善、操作性强的催化剂全寿命管理，并分别明确各部分的责任单位，如表1 所示，能够有效提升脱硝装置运行可靠性，减少检修维护工作量，延长催化剂寿命，除主动发生必要的提效优化与寿命管理技术服务费用外，催化剂消耗、处置成本以及脱硝装置运维成本均能够得到有效控制，且能够有效避免由于空预器清洗、锅炉降出力甚至停机、脱硫废水增加、粉煤灰销售受限等间接经济损失，因此能够产生显著的环保效益与经济效益。

表1催化剂管理模式应用效果对比

2全寿命管理模式效益分析

全寿命管理模式实施后，能够提升脱硝装置运行稳定性与可靠性，进而可以有效的控制火电机组NOx排放量。另外通过延长催化剂的实际使用寿命可减少催化剂的更换量，进而可减少废弃催化剂的处置量，因此具有良好的环保效益。

此外，催化剂全寿命管理成本如式1所示。

式中，AC为催化剂全寿命管理成本(万元);n为催化剂寿命周期(年);Ct为第t期催化剂采购成本(万元);Cc为催化剂消耗成本(万元);Cs为催化剂报废处置成本(万元);R为还原剂成本(万元);E为电耗成本，主要对应脱硝装置与空预器阻力(万元);W为水耗成本，对应尿素制氨除盐水消耗(万元);S为汽耗成本，对应液氨蒸发、尿素水解、管道保温等蒸汽消耗(万元);D为提效优化成本，对应脱硝装置提效及优化改造费用(万元);M为催化剂寿命管理技术服务成本，对应定期催化剂检测评价、定期脱硝装置性能评估、不定期诊断及优化、脱硝运维与催化剂管理技术咨询等技术服务(万元)。

以某1000MW机组为例，假设能够将催化剂化学寿命由3年延长至3.5年、节约还原剂耗量5%、降低脱硝及空预器运行阻力300Pa，则可年节约催化剂成本50万元、还原剂成本40万元、能耗(水、电、汽耗)成本160万元，总计可节约脱硝运行成本250万元/年。

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