關於熱（rè）式氣體流量計在脫（tuō）硝采樣係統改造與優化中的應用
點擊次數：2115 發布時間：2021-01-25 16:18:39
摘要：簡要概述中電投寧夏臨河電廠的脫硝（xiāo）係統流程，總結在脫硝采樣係統優（yōu）化（huà）改造之（zhī）前存在的問題，並分（fèn）析原因（yīn），提出針對性的措施，以解決脫硝（xiāo）存在（zài）的主要缺陷，確保脫硝（xiāo）係統能夠穩定可靠地運行，提高電廠的經濟性以及達（dá）到**的節能環保要求（qiú）。
1 研究背景
臨河發（fā）電廠一期為 2×熱式氣體流量計，1 號、2 號（hào）熱式氣體流量計分別於 2011 年 6 月 12 日、7 月 2 日完成 168 小時試運行 , 投產發電。其中 1 號、2 號熱式氣體流量計分別（bié）於 2014 年 05 月、06 月投入脫硝係統，並使用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，由北（běi）京中電興業有限公司設計生產的脫硝采樣器暴露出的問題較多，特別是在該係統投運之初，脫硝 CEMS 係統（tǒng）的故（gù）障率較高，嚴重影（yǐng）響了整套脫硝係（xì）統的安全運行，後來幾經分析和調研，並（bìng）逐一改進，故障（zhàng）發生率穩步下降，取得了明顯的效（xiào）果（guǒ）。
1.1 脫硝采樣係（xì）統簡介
CEMS（Continuous Emission Monitoring System） 即連續煙氣監測係統，本廠（chǎng）使用直接抽取采樣法進行測量。其工作原理：被分析的煙氣經過探（tàn）頭後（hòu），被（bèi）該探頭內裝的燒結濾芯所（suǒ）過濾；樣氣過濾後成（chéng）為較純淨的氣體，經過電（diàn）伴熱管線進入冷凝器除水、二次過濾後好終到達分析儀表。取樣探頭帶有電加熱器（qì），從取樣（yàng）探頭出口到（dào）分析儀（yí）表櫃入口的取樣（yàng）管采用電加熱取樣管，可將被分析（xī）氣體加熱到 90 ～ 120℃，從而避免煙氣中所含水分在輸（shū）運過程中（zhōng）冷凝或結凍（dòng），確保（bǎo）易（yì）溶於水的氣（qì）體組份（fèn）的分析精度。本廠脫硝 CEMS 係統設備由北京（jīng）中電興業公司提供，其中分析儀為 ABB AO2020 Uras14 型紅（hóng）外分（fèn）析（xī）儀，每台鍋爐（lú）各設兩套，分為 A、B 側。其中，入口為一根取樣管線，用於測（cè）量煙氣 ** 含（hán）量，出口為一條取樣管線，用於測量煙（yān）氣中 **、O2 含量，**x 的值由 ** 乘以經驗值（zhí）換算而來。
1.2 脫硝采樣係統改造背景
**頒布的新標準中關於（yú）氮氧（yǎng）化物（ **x ）的排放質量濃（nóng）度的限值為 100 mg ／ｍ ３ ，且要求到 2015 年國內已運行和新建火電熱式（shì）氣（qì）體流量計要（yào）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（wéi）減少（shǎo） **x 排放（fàng）的主要手段，成為“十二五”期間火電企業麵臨的（de）*要任務 ，隨著節能環保的要求越（yuè）來越高，**x 測量精準程度的（de）要求也越（yuè）來越高 。本廠自脫硝（xiāo）投運以來一直存（cún）在 **x 測量不準確、不穩定的問題，導致供（gòng）氨調門無法投自動，嚴重影響（xiǎng）到 **x 排放的穩（wěn）定性（xìng），嚴（yán）重違背了節能環保的理念。
1.3 N O x 測量不準原因分析及解決辦法
2 脫硝采（cǎi）樣係（xì）統改造與優化
2.1 采樣管線過（guò）濾環節的優化
在投運之初（chū），1B 出口每次在（zài）反吹結束（shù）時取樣管（guǎn）線存在憋（biē）壓現（xiàn）象，導致蠕動泵出口橡膠管瞬間（jiān）膨脹，加速了橡膠管的老化程度，需要經常更換橡膠管。經多方查找，反（fǎn）複（fù）驗證確認（rèn），發現問題出（chū）現在燒（shāo）結濾芯（xīn）上（shàng）。因中電（diàn）興業公司提（tí）供的燒結濾芯較小且過濾效果差，容易積（jī）灰堵塞，造成煙氣的通透性較差，以及取樣探頭處（chù）容易板結，從而造（zào）成取樣流量始終偏低，由此造成反吹（chuī）時（shí）管線存在憋壓現象。所以聯係了中電興業公司專門定做了過濾效果好的大號濾芯，這樣在源頭上就能過濾掉大部分的煙（yān）氣灰塵，並更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入口之間加裝了阻水半透膜，有效防止了氣室再次（cì）進水進灰被（bèi）汙染，好後將原來已經汙染的氣室更換掉。
2.2 更換冷凝器
由於以前的冷凝器雙進雙出是集成在一根冷凝罐上，冷凝效果不是很理想，蠕動泵（bèng）出口很少有冷凝水排出，冷凝罐出力差。經多方考察取證，決定選用雙級冷（lěng）凝罐，冷凝罐為單好分開的兩個，經實際（jì）使用驗證後，能夠達到所需要的冷凝效果。
3 改造優化後的效果
在改造優化之前（qián），出入口 4 個測（cè）點經常存在測量偏小或者壞點的現象，熱控人員需要花費大量的（de）時間和（hé）精（jīng）力去處理缺陷，*大地增加了重複（fù）的工作量（liàng），每個月脫硝的缺陷幾乎占到總缺陷（xiàn）數的 25%。經過此次 #1 熱（rè）式氣體（tǐ）流量計的脫硝采樣係統的改造（zào）優（yōu）化後，** 示值穩定可靠（圖 1），噴氨調門可以投入自（zì）動，提升了本廠的自（zì）動投入率，減（jiǎn）輕了運行的監盤壓力，並且幾乎沒（méi）有缺陷，減少了熱控維護人員的工作量。
4 結語
經過對本廠（chǎng）脫硝采樣管路的優化（huà）改造，主要取得了以下成果：一是減少了脫（tuō）硝（xiāo） CEMS 係統的（de）維護工作量，降低了熱控維護人員的勞動強度，*大地降（jiàng）低了維護費用，在改造優化之前，由於管線（xiàn）過濾效果（guǒ）差，平均每（měi）個（gè）月就需要清（qīng）洗一次采樣泵，每季度更換一次采樣泵（bèng），改造優化後采樣泵均能使用到其平均壽命（9 個月（yuè）），**一項（xiàng）每年可（kě）為公司節約 4.3 萬元。二是徹底根治了 **x 長期測量不準，*大地提高了 **x測量的精確性。三是可以使噴氨調門投自動，使出口 **x 的值保持在理想範圍內（nèi），降低了運行（háng）人員的監盤強度。四是提高了噴氨的經濟性（xìng），在保（bǎo）證煙囪出口 **x 不超標的前提下，減少了噴氨量，降低了氨逃逸率，預防（fáng）了（le）因噴氨量過多（duō）而產生（shēng）的亞（yà）硫酸氨銨鹽堵塞空氣預熱（rè）器受熱（rè）麵（miàn），進而引起引風機的喘振，危及熱式氣（qì）體流量計運行安全。
1 研究背景
臨河發（fā）電廠一期為 2×熱式氣體流量計，1 號、2 號（hào）熱式氣體流量計分別於 2011 年 6 月 12 日、7 月 2 日完成 168 小時試運行 , 投產發電。其中 1 號、2 號熱式氣體流量計分別（bié）於 2014 年 05 月、06 月投入脫硝係統，並使用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，由北（běi）京中電興業有限公司設計生產的脫硝采樣器暴露出的問題較多，特別是在該係統投運之初，脫硝 CEMS 係統（tǒng）的故（gù）障率較高，嚴重影（yǐng）響了整套脫硝係（xì）統的安全運行，後來幾經分析和調研，並（bìng）逐一改進，故障（zhàng）發生率穩步下降，取得了明顯的效（xiào）果（guǒ）。
1.1 脫硝采樣係（xì）統簡介
CEMS（Continuous Emission Monitoring System） 即連續煙氣監測係統，本廠（chǎng）使用直接抽取采樣法進行測量。其工作原理：被分析的煙氣經過探（tàn）頭後（hòu），被（bèi）該探頭內裝的燒結濾芯所（suǒ）過濾；樣氣過濾後成（chéng）為較純淨的氣體，經過電（diàn）伴熱管線進入冷凝器除水、二次過濾後好終到達分析儀表。取樣探頭帶有電加熱器（qì），從取樣（yàng）探頭出口到（dào）分析儀（yí）表櫃入口的取樣（yàng）管采用電加熱取樣管，可將被分析（xī）氣體加熱到 90 ～ 120℃，從而避免煙氣中所含水分在輸（shū）運過程中（zhōng）冷凝或結凍（dòng），確保（bǎo）易（yì）溶於水的氣（qì）體組份（fèn）的分析精度。本廠脫硝 CEMS 係統設備由北京（jīng）中電興業公司提供，其中分析儀為 ABB AO2020 Uras14 型紅（hóng）外分（fèn）析（xī）儀，每台鍋爐（lú）各設兩套，分為 A、B 側。其中，入口為一根取樣管線，用於測（cè）量煙氣 ** 含（hán）量，出口為一條取樣管線，用於測量煙（yān）氣中 **、O2 含量，**x 的值由 ** 乘以經驗值（zhí）換算而來。
1.2 脫硝采樣係統改造背景
**頒布的新標準中關於（yú）氮氧（yǎng）化物（ **x ）的排放質量濃（nóng）度的限值為 100 mg ／ｍ ３ ，且要求到 2015 年國內已運行和新建火電熱式（shì）氣（qì）體流量計要（yào）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（wéi）減少（shǎo） **x 排放（fàng）的主要手段，成為“十二五”期間火電企業麵臨的（de）*要任務 ，隨著節能環保的要求越（yuè）來越高，**x 測量精準程度的（de）要求也越（yuè）來越高 。本廠自脫硝（xiāo）投運以來一直存（cún）在 **x 測量不準確、不穩定的問題，導致供（gòng）氨調門無法投自動，嚴重影響（xiǎng）到 **x 排放的穩（wěn）定性（xìng），嚴（yán）重違背了節能環保的理念。
1.3 N O x 測量不準原因分析及解決辦法
2 脫硝采（cǎi）樣係（xì）統改造與優化
2.1 采樣管線過（guò）濾環節的優化
在投運之初（chū），1B 出口每次在（zài）反吹結束（shù）時取樣管（guǎn）線存在憋（biē）壓現（xiàn）象，導致蠕動泵出口橡膠管瞬間（jiān）膨脹，加速了橡膠管的老化程度，需要經常更換橡膠管。經多方查找，反（fǎn）複（fù）驗證確認（rèn），發現問題出（chū）現在燒（shāo）結濾芯（xīn）上（shàng）。因中電（diàn）興業公司提（tí）供的燒結濾芯較小且過濾效果差，容易積（jī）灰堵塞，造成煙氣的通透性較差，以及取樣探頭處（chù）容易板結，從而造（zào）成取樣流量始終偏低，由此造成反吹（chuī）時（shí）管線存在憋壓現象。所以聯係了中電興業公司專門定做了過濾效果好的大號濾芯，這樣在源頭上就能過濾掉大部分的煙（yān）氣灰塵，並更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入口之間加裝了阻水半透膜，有效防止了氣室再次（cì）進水進灰被（bèi）汙染，好後將原來已經汙染的氣室更換掉。
2.2 更換冷凝器
由於以前的冷凝器雙進雙出是集成在一根冷凝罐上，冷凝效果不是很理想，蠕動泵（bèng）出口很少有冷凝水排出，冷凝罐出力差。經多方考察取證，決定選用雙級冷（lěng）凝罐，冷凝罐為單好分開的兩個，經實際（jì）使用驗證後，能夠達到所需要的冷凝效果。
3 改造優化後的效果
在改造優化之前（qián），出入口 4 個測（cè）點經常存在測量偏小或者壞點的現象，熱控人員需要花費大量的（de）時間和（hé）精（jīng）力去處理缺陷，*大地增加了重複（fù）的工作量（liàng），每個月脫硝的缺陷幾乎占到總缺陷（xiàn）數的 25%。經過此次 #1 熱（rè）式氣體（tǐ）流量計的脫硝采樣係統的改造（zào）優（yōu）化後，** 示值穩定可靠（圖 1），噴氨調門可以投入自（zì）動，提升了本廠的自（zì）動投入率，減（jiǎn）輕了運行的監盤壓力，並且幾乎沒（méi）有缺陷，減少了熱控維護人員的工作量。
4 結語
經過對本廠（chǎng）脫硝采樣管路的優化（huà）改造，主要取得了以下成果：一是減少了脫（tuō）硝（xiāo） CEMS 係統的（de）維護工作量，降低了熱控維護人員的勞動強度，*大地降（jiàng）低了維護費用，在改造優化之前，由於管線（xiàn）過濾效果（guǒ）差，平均每（měi）個（gè）月就需要清（qīng）洗一次采樣泵，每季度更換一次采樣泵（bèng），改造優化後采樣泵均能使用到其平均壽命（9 個月（yuè）），**一項（xiàng）每年可（kě）為公司節約 4.3 萬元。二是徹底根治了 **x 長期測量不準，*大地提高了 **x測量的精確性。三是可以使噴氨調門投自動，使出口 **x 的值保持在理想範圍內（nèi），降低了運行（háng）人員的監盤強度。四是提高了噴氨的經濟性（xìng），在保（bǎo）證煙囪出口 **x 不超標的前提下，減少了噴氨量，降低了氨逃逸率，預防（fáng）了（le）因噴氨量過多（duō）而產生（shēng）的亞（yà）硫酸氨銨鹽堵塞空氣預熱（rè）器受熱（rè）麵（miàn），進而引起引風機的喘振，危及熱式氣（qì）體流量計運行安全。
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