對火電廠脫硫脫硝環保設備改造優化研究

摘要：隨著科技的發展，環境污染問題日益嚴重，環境的優劣能夠直接影響到人們的生活質量。本文通過對火電廠脫硫脫硝環保設備展開分析，并結合實際提出脫硫脫硝環保設備的改造優化對策，希望為關注火電廠脫硫脫硝環保設備改造優化的人群帶來幫助。

關鍵詞：火電廠;脫硫脫硝技術;環保設備改造

引言：現如今，隨著科技的進步，火電廠中的煙氣脫硫脫硝環保設備也在更新換代，通過對環保設備的改造優化能夠大幅度提升火電廠的脫硫脫硝效果，貫徹環保理念。因此，有必要對火電廠脫硫脫硝環保設備的改造優化展開分析。

一、火電廠脫硫脫硝環保設備改造優化的重要性

火電廠在日常運行期間會通過煤炭燃燒來進行發電，煤炭燃燒期間會產生硝酸、硫酸等一系列有害物質，此類有害物質的排放能夠對空氣造成非常大的污染，為人們的身體健康帶來危害。由于有害物質對環境造成的影響十分巨大，所以為了加強對環境的保護必須優化脫硫脫硝質量。提升火電廠脫硫脫硝的效果主要有兩種，分別是技術升級以及設備優化，其中對設備的改造優化可以顯著提升火電廠的脫硫脫硝效果，因為相較于脫硫脫硝技術升級而言，對傳統設備的更新往往更加簡單。傳統的脫硫脫硝設備是通過分硫分硝來進行硫硝分離，這種方式在應用過程中能夠讓煙氣的治理變得更加簡單[1]。但是火電廠在運用傳統脫硫脫硝設備時，其運營成本相對偏高且脫硫脫硝程序比較復雜，這也導致了火電廠的管理難度進一步提升。而火電廠脫硫脫硝環保設備在經過改造優化之后，則可以在降低火電廠運營成本的同時提升脫硫脫硝的效率與質量，所以脫硫脫硝環保設備的改造優化非常重要。圖1為脫硫脫硝設備。

二、工程概況

某火電廠中的1期2臺機組在燃燒過程中采用的是山西褐煤，其在燃燒時選用的鍋爐為Ⅱ型鍋爐對沖燃燒，該鍋爐在標準工況下省煤器出口的氮氧化物濃度可以達到300～600mg/m3。在加裝SCR脫硝系統之后，需要通過多次試驗分析，并經過合理調整之后才能保證氮氧化物濃度符合排放標準。

三、脫硝環保系統面臨的難題

（一）煙氣連續檢測系統的測量精確度不足且故障較多

2號機組的煙氣連續檢測系統會通過抽取法來完成煙氣檢測，檢測時由于“L”型采樣抽取管道長度不合理，所以會導致出現將近1分鐘的檢測延遲，影響煙氣檢測質量。該系統中脫硝裝置位置處的煙塵濃度相對較高，其最大濃度可以達到20000mg/m3，會通過濾塵器來完成過濾除塵作業，但是由于煙塵濃度偏大，所以在實際應用過程中有時會出現濾塵器堵塞的情況發生，堵塞后的濾塵器能夠加大檢測延遲并造成測量值降低。在對濾塵器進行清理作業時，也會導致測量出現中斷，從而影響到煙氣的測量質量。除此之外，在脫硝裝置區域中，除了煙塵濃度高之外，還具有高流速顆粒物，所以在測量過程中還會使測量探頭出現非常嚴重的磨損現象，而且采用抽取法的設備儀器有時會選用普通特氟龍管線，這也會導致設備儀器的耐高溫能力下降，若脫硝裝置區域的煙氣溫度過高，達到了400℃，就會加速設備儀器的老化，降低使用壽命。

（二）噴氨調節閥的流量特性問題

2號機組脫硝系統在實際運行時，其噴氨流量有時會出現波動，而且噴氨調節閥的線性惡化以及動作頻繁也會導致閥門在開閉之間波動，進而影響到系統運行，導致氮氧化物的濃度大幅度提升。經分析后發現，在制氨過程中，蒸發器溫度與氨氣壓力波動都有可能導致噴氨流量出現大幅度波動。

（三）噴氨自動控制問題

2號機組原有的噴氨控制系統采用的是傳統PID單回路，通過將氮氧化物濃度與設定值偏差×PID函數+負荷變動前饋來完成對噴氨調節閥開度的控制，以此來保證氮氧化物濃度符合要求。

當爐膛燃燒情況出現變化時，SCR入口處的氮氧化物濃度會發生一定改變，同時出口位置處的氮氧化物濃度則會出現跳變現象，噴氨調節閥在劇烈振動過后會使氮氧化物出現過量排放。間隔一小時的脫硝系統在進行吹掃作業時，出入口位置測量氮氧化物濃度的設備儀器會穩定在當前數值，從而出現將近3分鐘的測量盲區，在恢復測量之后，噴氨調節閥的振動也會降低系統穩定性。

四、優化改造方案

（一）脫硝檢測新技術的應用

抽取式檢測方法在實際檢測過程中具有一定缺陷，而通過使用噴射引流+煙氣回流的測量方法則能夠提升測量質量。新設備會放棄采樣抽取管道，其采樣探頭會從煙道旁直接進行測量，降低測量時的響應時間。探頭工作原理基于文丘里效應，通過向煙道內進行空氣壓縮，利用高溫顆粒物流動性來引導煙氣至傳感器下方，檢測完成后再與噴射空氣融合返回至煙道中，這種檢測方式會將煙塵濃度帶來的影響降至最低。該技術在實際應用過程中會在傳感器內同時完成氧氣檢測以及二氧化氮轉化一氧化氮、氮氧化物的檢測。這種檢測方式能夠大幅度降低惡劣環境帶來的影響[2]。

（二）提升噴氨自動控制

通過將單回路PID更新成為能夠減輕噴氨流量內擾的串級回路控制能夠提升控制效果。在鍋爐燃燒時，通過氧量變化能夠反映出SCR入口處氮氧化物的濃度問題，所以可以將氧量當作前饋因變量。經過觀察后可以發現，SCR出入口位置處的氮氧化物濃度會在運行過程中出現等趨勢變化，且此時兩側脫硝系統吹掃時間并不一致。所以可以在脫硝系統吹掃時選擇將氮氧化物濃度當作測量值，直到吹掃作業完成后恢復。

五、優化改造效果

當火電廠脫硫脫硝環保設備經過優化改造之后，能夠讓設備運行質量得到大幅度提升。設備儀器采用噴射引流+煙氣回流的測量方式能夠顯著增加煙氣測量時的準確性以及穩定性，而且還能夠降低清理作業時的工作量，提升設備儀器的使用壽命。而且通過氧量前饋，還可以根據爐膛在燃燒時的實際情況來了解到SCR入口位置處的氮氧化物含量，而通過對吹掃時側入口氮氧化物濃度的切換，還能夠防止因吹掃導致的測量盲區出現。通過提升穩態調節質量，還可以增加對各種工況的適應性，從而進一步保證測量效果。

結論：總而言之，火電廠脫硫脫硝環保設備的改造優化非常重要，通過設備優化能夠在提升煙氣處理質量的同時增加檢測效率。相信隨著更多人意識到火電廠脫硫脫硝環保設備改造優化的重要性，火電廠脫硫脫硝環保設備的質量一定會變得更好。

參考文獻：

[1]汪亞坤.火電廠脫硫脫硝環保設備改造后的控制優化措施研究[J].裝備維修技術，2020（01）：203.

[2]吳峰.火電廠脫硫脫硝環保設備改造后的控制優化探討[J].現代工業經濟和信息化，2017，7（20）：34-36.

作者簡介：王明召（1980-），男，本科，工程師，從事發電設備管理工作。