淺談脫硝技術在660MW機組中的應用

劉國慶

摘 要：文章主要介紹了脫硝技術的系統原理并在660MW機組中的應用，主要對脫硝技術的工藝流程以及控制方案進行闡述，提出具有建設性的方案。

關鍵詞：脫硝技術；600MW機組；應用

1 脫硝技術的系統原理

脫硝技術的系統原理主要采用的方法是催化還原，待發生反應之后應立即裝在具有催化劑的反應器里面，在催化劑作用下能使煙氣與噴入的氨發生變化，產生脫出氮氧化合物。煙氣中的氮氧化合物普遍都是由絕大多數NO和少部分的NO2組成，它們通過以下化學式來產生變化從而變成水和氮氣。

4NO+4NH3+O2-4N2+6H2O

4NH3+2NO2+O2-3N2+6H2O

1NO2+1NO+2NH3-2N2+3H2O

NOX的轉化率由如下公式表示：

ηNox-脫硝效率%；NOxin-反應器進口NOx濃度；NOxout-反應器出口NOx濃度

2 脫硝技術在660MW機組中的工藝流程介紹

2.1 SCR系統

鍋爐出口處是煙氣必須經過的地方，煙氣在到達此處的時候會分成兩路但是不管是煙氣走到哪路都會并行進入到一個錘子狀態下的SCR反應器里，換言之就是每臺鍋爐都會配備兩個反應器最終往下方的催化劑層流去，最后利用煙囪使之進入大氣層。SCR主要包括以下兩個系統：

2.1.1 煙氣系統

煙氣系統包括了稀釋風機、氨和空氣混合器，氨流量控制閥，噴氨關斷閥，噴氨格柵等。其中其氨主要來自于公共系統中的氨制備區域并且與按照稀釋風機顯示的空氣體積以及相應的比例經過由氨和空氣混合器組成的部分到達噴氨格柵之后再注入，最后就會為脫硝系統提供有效的還原劑。稀釋風機主要采用兩種方法和一個設備，噴氨格柵包括噴氨母管、噴氨支管，每根支管上都裝有手動得流量調節裝置，這樣做的主要原因是為了更好的保障粗調進口煙道截面上的噴氨濃度能夠均勻的進行分布。每個反應器都有一套噴氨檢測裝置，其中配有一個噴氨流量控制閥和一個噴氨關斷閥，主要用途是更好的對噴氨量進行系統的控制工作。

2.1.2 觸媒吹掃系統

觸媒吹掃系統主要包括了觸媒和蒸汽吹灰器兩種。觸媒吹掃系統主要采用了蜂窩式催化劑，其中蜂窩式催化劑中所含有的活性成分為TiO2和V2O5，并且含有少量的WO3。本工程催化劑按照2+1層的方式也就是2層的催化劑設計層再加上1層催化劑的預留層，并且每層都會設置三臺吹灰器。

2.1.3 耙式吹灰器

這種吹灰器主要是裝在每個催化劑層的上方位置，通過熱蒸汽吹灰把催化劑上方的積灰吹走。吹灰器的啟動主要是根據反應器在催化劑層的阻力由脫銷DCS進行有效控制，設計為一臺機組兩臺吹灰器同時進行吹灰。氣態氨在被加熱之后的稀釋空氣通過混合器AIG系統進行稀釋之后，經過氨注射柵格注入SCR反應器入口前的煙道中。一個完善的氨噴射系統還應該保證氨氣以及煙氣的分布均勻，除此之外，噴射系統設置中手動閥和孔板流量系統在進行調試的期間能夠良好的運轉，并使每個噴嘴的氨流量達到運行的要求，在調好之后就不應改變。

2.2 氨供應系統

液氨在用罐車運輸到現場之后應該由氨的卸載裝置將液氨卸載到貯罐中才算完成。貯罐中的液氨是在送往蒸發器的過程中經過蒸發之后所產生的氣態氨。氨卸載之后利用壓縮機對氨貯罐中的氨氣進行抽取工作，并且經過壓縮之后充分利用槽車中的液氨進行推擠最后進入到液氨貯罐之中。氨罐的作用主要是有效防止太陽輻射，在氨罐四周應對工業水噴淋管線及噴嘴進行安裝工作，這樣做的目的是能夠更好的保證貯罐的罐體溫度，在溫度超標之后自動淋水裝置就會啟動，然后罐體在噴淋的過程中就會自動的減少溫度；如果微量氨氣發生泄露的時候就可以立即啟用自動淋水裝置，預防大量吸入氨氣，有效控制氨氣所造成的污染。當液氨進入到蒸發槽之后，可以運用壓差和液氨自身的重力使勢能充分發揮出應有的作用。

液氨蒸發所采用的是利用電加熱器來保證熱量的產生，加熱中所產生的介質主要為乙二醇。蒸發器在出口氨氣的管道上會配備壓力控制以及流量調節兩個閥，使它們可以準確的從煙道中流出氨氣并對其進行壓力控制確保氨氣在指定的范圍內。蒸發器上會配備壓力和溫度測量兩種裝置，然后將測量信號準確的傳達給控制系統以控制電加熱器，使加熱介質的溫度始終保持在一定范圍內，確保液氨轉變為氣態。當蒸發器內被加熱的液氨超過最高液位的時候，系統報警就會在第一時間切斷液氨進料。液氨儲存及供應系統四周都會設有氨氣檢測器，這樣做可以在規定的時間內就能檢測出氨氣的泄漏情況，并準確的顯示出大氣層中氨的濃度。當檢測到大氣層中的氨濃度過高的時候機組控制室內就會發出警報，操作人員應及時采取相應的補救措施，有效防止氨氣泄漏情況的發生。

3 脫硝技術在660MW機組中的控制方案

3.1 整體控制方案

脫硝控制系統應與660MW機組中DCS系統的硬件和軟件保持一致，它們都應采用同一種的控制系統。脫硝工藝系統作為660MW機組DCS系統的一個子站應分別歸入到660MW機組DCS系統的控制工作會分別進行，對還原劑進行存儲以及制備和供應系統就應該成為DCS系統中的一個遠程I/O站最后進入到公用DCS系統進行控制工作。在這個過程中整個脫銷系統就不應該再設立專門的操作員工作站和工程師站，操作人員應該直接通過集中控制室中660MW機組的DCS操作員工作站來出色完成對脫硝系統參數和設備的監控，確保氨制備區的監控在公用DCS上最終目標的得以實現。

3.1.1 氨系統的控制。此種控制系統應由公用DCS中的一對用于氨制備區的CP負責實現，氨系統控制工作的主要內容是最終實現氨的卸載以及貯罐轉運工作，有效提供反應器所需氨蒸汽以及貯罐各工藝參數的監視情況及事故發生后的應急處理方案。

3.1.2 反應器區的控制。由SCR_DCS負責，每臺爐兩個反應器設一對CP，由這部分主要實現NOX脫出濃度的控制及反應器各工況的監視、吹灰控制。

3.2 脫硝技術在660MW機組中的儀表和控制邏輯應用

3.2.1 氨供應系統儀表。每一貯罐都應配有一個磁翻板液位計，在就地顯示和660MW機組控制室DCS顯示控制屏上顯示氨罐液位參數，當貯罐液位達到2300mm，DCS顯示貯罐液位高位報警，當貯罐液位達到2450mm，DCS顯示貯罐液位超高位報警，一個液位開關，當DCS檢測到液位達到2270mm，若正在進行液氨卸載，將關閉氣氨關斷閥，并停止液氨卸載。

3.2.2 控制邏輯。液氨貯罐區域安裝有兩個氨泄漏檢測儀以探測空氣中的氨系統所泄漏的氨。若檢測儀控測到游離氨，氨濃度為高位（25ppmv）時，將發送DI信號給DCS系統并觸發聲光報警并自動打開貯罐水噴淋系統。系統運行中當安裝在貯罐上的測溫熱電阻檢測到貯罐溫度達到38℃時，DCS將自動打開貯罐水噴淋系統，打開水噴淋關斷閥以冷卻貯罐，當DCS監視到貯罐溫度降到35℃時，操作人員應關閉貯罐水噴淋系統。

參考文獻

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