關於一體化渦街流量計在脫硝（xiāo）采樣係統改造與優化中的應用
點擊次數：1977 發布時間：2021-01-06 11:35:22
摘要（yào）：簡要（yào）概述中電（diàn）投寧夏臨河電廠的脫硝係統流（liú）程（chéng），總結在脫（tuō）硝采樣係統優化改造之前存在的問題，並分析原因，提出針對（duì）性的措施，以解決脫硝存在的主要缺（quē）陷，確保脫硝係（xì）統能夠穩定可靠地運行，提高電廠的經濟性（xìng）以及達到**的節能環保要求。
1 研究背景
臨河發電廠一期（qī）為 2×一體化渦街流（liú）量計，1 號、2 號一體化渦街流量計分別於 2011 年（nián） 6 月 12 日、7 月（yuè） 2 日完成 168 小時試運行 , 投產發電。其中 1 號、2 號（hào）一體化渦街流量計分別於（yú） 2014 年 05 月、06 月投入脫硝係統，並使用（yòng）目前使用較廣泛的選擇性催化還原技術，簡稱 SCR。係統自投運以來，由（yóu）北京中電興業（yè）有限公司設計生產的脫硝采樣器暴露出的問題（tí）較多，特別是在該係統投運之初，脫（tuō）硝（xiāo） CEMS 係統的故障（zhàng）率較高，嚴（yán）重影響了整套脫硝係統的安全運行，後來幾經分析和調研，並逐一改進，故障發生率穩步下降（jiàng），取得了明顯的效果。
1.1 脫硝采樣係統簡介
CEMS（Continuous Emission Monitoring System） 即連續煙氣監測係統，本廠使用直接（jiē）抽取采樣法進行測（cè）量。其工（gōng）作原理：被分（fèn）析的煙氣經過探頭後，被該探頭內裝（zhuāng）的燒結濾（lǜ）芯所過濾；樣氣過濾後成為（wéi）較純淨的氣（qì）體，經過電伴熱管線進入冷凝器除水（shuǐ）、二次過濾後好終到達分析儀表。取樣探頭帶有電加熱器，從取（qǔ）樣探頭出（chū）口到分析儀（yí）表櫃入口（kǒu）的取樣管采用電加熱取（qǔ）樣管，可將被分析氣體加（jiā）熱到 90 ～ 120℃，從而避免煙（yān）氣中所含水分在輸運過程中（zhōng）冷凝或結凍，確保易溶於水的氣（qì）體組份的分析精（jīng）度。本廠脫硝 CEMS 係統設備由北京中電興業公司提供，其中分（fèn）析儀為 ABB AO2020 Uras14 型紅外分析儀，每台鍋爐（lú）各設兩套，分為 A、B 側。其中，入口為（wéi）一根取樣管線，用於（yú）測量煙（yān）氣 ** 含量（liàng），出口（kǒu）為一條取樣管線，用於（yú）測量（liàng）煙氣中 **、O2 含量，**x 的值由 ** 乘（chéng）以經驗值換算而來（lái）。
1.2 脫硝采樣係統改造背景
**頒布的新標準中關（guān）於氮氧化物（ **x ）的排放質量（liàng）濃度的限值為（wéi） 100 mg ／ｍ ３ ，且要求到 2015 年國內已運行和新建火電一體化渦街流量計要全部安裝煙氣脫硝設施。隨著環保新標準的實施，火力發電廠鍋爐減排壓力越來越大，脫硝作為減少 **x 排放的（de）主要手段（duàn），成為“十二五”期間火電企業麵臨（lín）的*要（yào）任務 ，隨著節能環保（bǎo）的（de）要求越來越（yuè）高（gāo），**x 測量精準（zhǔn）程度的要求也越（yuè）來越高 。本廠自脫硝投運以來一直（zhí）存在 **x 測量（liàng）不準確、不穩定的問（wèn）題（tí），導致供氨調門無法投自動，嚴重影響到 **x 排放的穩定（dìng）性，嚴重違背了節能環（huán）保的理（lǐ）念。
1.3 N O x 測量不準原因分析及解決辦法
2 脫硝采樣係統改造與優化
2.1 采樣管線過濾環節的優（yōu）化
在投運之初，1B 出口每（měi）次在（zài）反吹結束時取樣管線存（cún）在憋壓現象，導致蠕動泵出口橡膠管瞬間膨脹，加速了橡膠（jiāo）管的老（lǎo）化程度，需要經常更換橡膠管（guǎn）。經多（duō）方查找，反複驗證確認，發現問題（tí）出現在燒結濾芯上。因中電興業公司提供的燒結濾芯較小且過濾效（xiào）果差，容易積灰堵塞，造成煙氣的通透性較差，以及取樣探頭（tóu）處容易板結（jié），從而（ér）造成取樣流（liú）量始終偏（piān）低，由此造成反吹（chuī）時管線（xiàn）存在（zài）憋壓現象。所（suǒ）以聯係了中電興業公司專門定做（zuò）了過濾效果（guǒ）好的（de）大號濾芯，這樣在（zài）源頭上就能過濾掉大部分（fèn）的煙氣灰塵，並更（gèng）換了測量氣室入口清潔過濾器，在浮子流量計出口與分析儀表（biǎo）入口之間（jiān）加裝了阻水半透（tòu）膜，有效防止（zhǐ）了（le）氣室再次進水進灰被汙染，好後將原來已經汙（wū）染（rǎn）的氣室更換掉。
2.2 更換冷凝器
由（yóu）於以（yǐ）前的冷凝器雙進雙出是集成在一根冷凝罐上，冷凝效果不是（shì）很理想，蠕動泵出口很少有冷凝水排（pái）出，冷凝（níng）罐出力差。經多方考（kǎo）察取證（zhèng），決定選用雙級冷凝罐，冷凝罐為單好分開的兩個，經實際使用驗證後，能夠達到（dào）所需要的冷凝（níng）效果。
3 改造優化後的效果
在改（gǎi）造優化（huà）之前，出入口 4 個測點經常存在測量（liàng）偏小或者壞點的現象，熱控人員需要花費大量（liàng）的時間和精力去處理缺陷，*大地增加了重複的（de）工作量，每個月脫硝的缺陷幾乎占到總缺陷數的 25%。經過此次 #1 一體化渦街流量計的（de）脫硝（xiāo）采樣係統的改造優化後，** 示值穩定可靠（圖 1），噴氨調門（mén）可以投入自動，提升了（le）本廠的自動投入率，減輕了運行的監盤壓力，並且幾乎沒有缺陷，減少了熱控維（wéi）護人員的工作量。
4 結語
經過對本廠脫硝采樣管路（lù）的優（yōu）化改造，主要取得了以下成果：一是減少了脫硝 CEMS 係統的維護工作量，降低了熱控維護人員的勞（láo）動強度，*大地降低了維護費用，在（zài）改造（zào）優化之前，由於（yú）管線過濾效果差，平（píng）均每個月就需要（yào）清洗一（yī）次采（cǎi）樣泵，每季度更換一次采樣泵，改造優化後采樣泵均能使（shǐ）用到其平均壽命（9 個月），**一項每年可為公司節（jiē）約 4.3 萬元。二是徹（chè）底根治了 **x 長期測量不準，*大（dà）地（dì）提高了 **x測量的精確性。三是可以使噴氨調門投自（zì）動，使出口（kǒu） **x 的值保持在理想（xiǎng）範圍（wéi）內，降低了運行人（rén）員的監盤強度。四是提（tí）高了（le）噴氨（ān）的經濟性（xìng），在保證煙囪出口 **x 不超標的前提下，減少了噴（pēn）氨量，降低了氨逃逸率，預防了因噴氨（ān）量過（guò）多而產生的亞硫酸氨銨鹽堵（dǔ）塞（sāi）空氣預熱器受熱麵，進而引起引風機的喘振，危及一體化渦（wō）街流量計運（yùn）行安全。
1 研究背景
臨河發電廠一期（qī）為 2×一體化渦街流（liú）量計，1 號、2 號一體化渦街流量計分別於 2011 年（nián） 6 月 12 日、7 月（yuè） 2 日完成 168 小時試運行 , 投產發電。其中 1 號、2 號（hào）一體化渦街流量計分別於（yú） 2014 年 05 月、06 月投入脫硝係統，並使用（yòng）目前使用較廣泛的選擇性催化還原技術，簡稱 SCR。係統自投運以來，由（yóu）北京中電興業（yè）有限公司設計生產的脫硝采樣器暴露出的問題（tí）較多，特別是在該係統投運之初，脫（tuō）硝（xiāo） CEMS 係統的故障（zhàng）率較高，嚴（yán）重影響了整套脫硝係統的安全運行，後來幾經分析和調研，並逐一改進，故障發生率穩步下降（jiàng），取得了明顯的效果。
1.1 脫硝采樣係統簡介
CEMS（Continuous Emission Monitoring System） 即連續煙氣監測係統，本廠使用直接（jiē）抽取采樣法進行測（cè）量。其工（gōng）作原理：被分（fèn）析的煙氣經過探頭後，被該探頭內裝（zhuāng）的燒結濾（lǜ）芯所過濾；樣氣過濾後成為（wéi）較純淨的氣（qì）體，經過電伴熱管線進入冷凝器除水（shuǐ）、二次過濾後好終到達分析儀表。取樣探頭帶有電加熱器，從取（qǔ）樣探頭出（chū）口到分析儀（yí）表櫃入口（kǒu）的取樣管采用電加熱取（qǔ）樣管，可將被分析氣體加（jiā）熱到 90 ～ 120℃，從而避免煙（yān）氣中所含水分在輸運過程中（zhōng）冷凝或結凍，確保易溶於水的氣（qì）體組份的分析精（jīng）度。本廠脫硝 CEMS 係統設備由北京中電興業公司提供，其中分（fèn）析儀為 ABB AO2020 Uras14 型紅外分析儀，每台鍋爐（lú）各設兩套，分為 A、B 側。其中，入口為（wéi）一根取樣管線，用於（yú）測量煙（yān）氣 ** 含量（liàng），出口（kǒu）為一條取樣管線，用於（yú）測量（liàng）煙氣中 **、O2 含量，**x 的值由 ** 乘（chéng）以經驗值換算而來（lái）。
1.2 脫硝采樣係統改造背景
**頒布的新標準中關（guān）於氮氧化物（ **x ）的排放質量（liàng）濃度的限值為（wéi） 100 mg ／ｍ ３ ，且要求到 2015 年國內已運行和新建火電一體化渦街流量計要全部安裝煙氣脫硝設施。隨著環保新標準的實施，火力發電廠鍋爐減排壓力越來越大，脫硝作為減少 **x 排放的（de）主要手段（duàn），成為“十二五”期間火電企業麵臨（lín）的*要（yào）任務 ，隨著節能環保（bǎo）的（de）要求越來越（yuè）高（gāo），**x 測量精準（zhǔn）程度的要求也越（yuè）來越高 。本廠自脫硝投運以來一直（zhí）存在 **x 測量（liàng）不準確、不穩定的問（wèn）題（tí），導致供氨調門無法投自動，嚴重影響到 **x 排放的穩定（dìng）性，嚴重違背了節能環（huán）保的理（lǐ）念。
1.3 N O x 測量不準原因分析及解決辦法
2 脫硝采樣係統改造與優化
2.1 采樣管線過濾環節的優（yōu）化
在投運之初，1B 出口每（měi）次在（zài）反吹結束時取樣管線存（cún）在憋壓現象，導致蠕動泵出口橡膠管瞬間膨脹，加速了橡膠（jiāo）管的老（lǎo）化程度，需要經常更換橡膠管（guǎn）。經多（duō）方查找，反複驗證確認，發現問題（tí）出現在燒結濾芯上。因中電興業公司提供的燒結濾芯較小且過濾效（xiào）果差，容易積灰堵塞，造成煙氣的通透性較差，以及取樣探頭（tóu）處容易板結（jié），從而（ér）造成取樣流（liú）量始終偏（piān）低，由此造成反吹（chuī）時管線（xiàn）存在（zài）憋壓現象。所（suǒ）以聯係了中電興業公司專門定做（zuò）了過濾效果（guǒ）好的（de）大號濾芯，這樣在（zài）源頭上就能過濾掉大部分（fèn）的煙氣灰塵，並更（gèng）換了測量氣室入口清潔過濾器，在浮子流量計出口與分析儀表（biǎo）入口之間（jiān）加裝了阻水半透（tòu）膜，有效防止（zhǐ）了（le）氣室再次進水進灰被汙染，好後將原來已經汙（wū）染（rǎn）的氣室更換掉。
2.2 更換冷凝器
由（yóu）於以（yǐ）前的冷凝器雙進雙出是集成在一根冷凝罐上，冷凝效果不是（shì）很理想，蠕動泵出口很少有冷凝水排（pái）出，冷凝（níng）罐出力差。經多方考（kǎo）察取證（zhèng），決定選用雙級冷凝罐，冷凝罐為單好分開的兩個，經實際使用驗證後，能夠達到（dào）所需要的冷凝（níng）效果。
3 改造優化後的效果
在改（gǎi）造優化（huà）之前，出入口 4 個測點經常存在測量（liàng）偏小或者壞點的現象，熱控人員需要花費大量（liàng）的時間和精力去處理缺陷，*大地增加了重複的（de）工作量，每個月脫硝的缺陷幾乎占到總缺陷數的 25%。經過此次 #1 一體化渦街流量計的（de）脫硝（xiāo）采樣係統的改造優化後，** 示值穩定可靠（圖 1），噴氨調門（mén）可以投入自動，提升了（le）本廠的自動投入率，減輕了運行的監盤壓力，並且幾乎沒有缺陷，減少了熱控維（wéi）護人員的工作量。
4 結語
經過對本廠脫硝采樣管路（lù）的優（yōu）化改造，主要取得了以下成果：一是減少了脫硝 CEMS 係統的維護工作量，降低了熱控維護人員的勞（láo）動強度，*大地降低了維護費用，在（zài）改造（zào）優化之前，由於（yú）管線過濾效果差，平（píng）均每個月就需要（yào）清洗一（yī）次采（cǎi）樣泵，每季度更換一次采樣泵，改造優化後采樣泵均能使（shǐ）用到其平均壽命（9 個月），**一項每年可為公司節（jiē）約 4.3 萬元。二是徹（chè）底根治了 **x 長期測量不準，*大（dà）地（dì）提高了 **x測量的精確性。三是可以使噴氨調門投自（zì）動，使出口（kǒu） **x 的值保持在理想（xiǎng）範圍（wéi）內，降低了運行人（rén）員的監盤強度。四是提（tí）高了（le）噴氨（ān）的經濟性（xìng），在保證煙囪出口 **x 不超標的前提下，減少了噴（pēn）氨量，降低了氨逃逸率，預防了因噴氨（ān）量過（guò）多而產生的亞硫酸氨銨鹽堵（dǔ）塞（sāi）空氣預熱器受熱麵，進而引起引風機的喘振，危及一體化渦（wō）街流量計運（yùn）行安全。
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