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关于蒸汽流量计脱硝采样管路优化改造

来源:作者:发表时间:2019-10-24 11:08:06

[ 摘要 ] 简要概述中电投宁夏临河电厂的脱硝系统流程,总结在脱硝采样系统优化改造之前存在的问题,并分析原因,提出针对性的措施,以解决脱硝存在的主要缺陷,确保脱硝系统能够稳定可靠地运行,提高电厂的经济性以及达到国家的节能环保要求。
1 研究背景
临河发电厂一期为 2×蒸汽流量计,1 号、2 号蒸汽流量计分别于 2011 年 6 月 12 日、7 月 2 日完成 168 小时试运行 , 投产发电。其中 1 号、2 号蒸汽流量计分别于 2014 年 05 月、06 月投入脱硝系统,并使用目前使用较广泛的选择性催化还原技术,简称 SCR。系统自投运以来,由北京中电兴业有限公司设计生产的脱硝采样器暴露出的问题较多,特别是在该系统投运之初,脱硝 CEMS 系统的故障率较高,严重影响了整套脱硝系统的安全运行,后来几经分析和调研,并逐一改进,故障发生率稳步下降,取得了明显的效果。
1.1 脱硝采样系统简介
CEMS(Continuous Emission Monitoring System) 即 连 续烟气监测系统,本厂使用直接抽取采样法进行测量。其工作原理:被分析的烟气经过探头后,被该探头内装的烧结滤芯所过滤;样气过滤后成为较纯净的气体,经过电伴热管线进入冷凝器除水、二次过滤后最终到达分析仪表。取样探头带有电加热器,从取样探头出口到分析仪表柜入口的取样管采用电加热取样管,可将被分析气体加热到 90 ~ 120° C,从而避免烟气中所含水分在输运过程中冷凝或结冻,确保易溶于水的气体组份的分析精度。本厂脱硝 CEMS 系统设备由北京中电兴业公司提供,其中分析仪为 ABB AO2020 Uras14 型红外分析仪,每台锅炉各设两套,分为 A、B 侧。其中,入口为一根取样管线,用于测量烟气 NO 含量,出口为一条取样管线,用于测量烟气中 NO、O2 含量,NOx 的值由 NO 乘以经验值换算而来。
1.2 脱硝采样系统改造背景
国家颁布的新标准中关于氮氧化物( NOx )的排放质量浓度的限值为 100 mg /m 3 ,且要求到 2015 年国内已运行和新建火电蒸汽流量计要全部安装烟气脱硝设施。随着环保新标准的实施,火力发电厂锅炉减排压力越来越大,脱硝作为减少 NOx 排放的主要手段,成为“十二五” 期间火电企业面临的首要任务 ,随着节能环保的要求越来越高,NOx 测量精准程度的要求也越来越高 。本厂自脱硝投运以来一直存在 NOx 测量不准确、不稳定的问题,导致供氨调门无法投自动,严重影响到 NOx 排放的稳定性,严重违背了节能环保的理念。
1.3 N O x 测量不准原因分析及解决办法
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2 脱硝采样系统改造与优化
2.1 采样管线过滤环节的优化
在投运之初,1B 出口每次在反吹结束时取样管线存在憋压现象,导致蠕动泵出口橡胶管瞬间膨胀,加速了橡胶管的老化程度,需要经常更换橡胶管。经多方查找,反复验证确认,发现问题出现在烧结滤芯上。因中电兴业公司提供的烧结滤芯较小且过滤效果差,容易积灰堵塞,造成烟气的通透性较差,以及取样探头处容易板结,从而造成取样流量始终偏低,由此造成反吹时管线存在憋压现象。所以联系了中电兴业公司专门定做了过滤效果好的大号滤芯,这样在源头上就能过滤掉大部分的烟气灰尘,并更换了测量气室入口清洁过滤器,在浮子流量计出口与分析仪表入口之间加装了阻水半透膜,有效防止了气室再次进水进灰被污染,最后将原来已经污染的气室更换掉。
2.2 更换冷凝器
由于以前的冷凝器双进双出是集成在一根冷凝罐上,冷凝效果不是很理想,蠕动泵出口很少有冷凝水排出,冷凝罐出力差。经多方考察取证,决定选用双级冷凝罐,冷凝罐为单独分开的两个,经实际使用验证后,能够达到所需要的冷凝效果。
3 改造优化后的效果
在改造优化之前,出入口 4 个测点经常存在测量偏小或者坏点的现象,热控人员需要花费大量的时间和精力去处理缺陷,极大地增加了重复的工作量,每个月脱硝的缺陷几乎占到总缺陷数的 25%。经过此次 #1 蒸汽流量计的脱硝采样系统的改造优化后,NO 示值稳定可靠(图 1),喷氨调门可以投入自动,提升了本厂的自动投入率,减轻了运行的监盘压力,并且几乎没有缺陷,减少了热控维护人员的工作量。
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4 结语
经过对本厂脱硝采样管路的优化改造,主要取得了以下成果:一是减少了脱硝 CEMS 系统的维护工作量,降低了热控维护人员的劳动强度,极大地降低了维护费用,在改造优化之前,由于管线过滤效果差,平均每个月就需要清洗一次采样泵,每季度更换一次采样泵,改造优化后采样泵均能使用到其平均寿命(9 个月),仅此一项每年可为公司节约 4.3 万元。二是彻底根治了 NOx 长期测量不准,极大地提高了 NOx测量的精确性。三是可以使喷氨调门投自动,使出口 NOx 的值保持在理想范围内,降低了运行人员的监盘强度。四是提高了喷氨的经济性,在保证烟囱出口 NOx 不超标的前提下,减少了喷氨量,降低了氨逃逸率,预防了因喷氨量过多而产生的亚硫酸氨铵盐堵塞空气预热器受热面,进而引起引风机的喘振,危及蒸汽流量计运行安全。
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