一种脱硝系统的运行方法

技术领域

本发明涉及电力生产工艺技术领域，具体领域为一种脱硝系统的运行方法。

背景技术

随着国家对生态环境治理力度的提升及社会公众日益增强的环境保护意识，火力发电企业对环保排放的重视程度也逐步提高，环保设施的稳定运行也就逐渐成为了企业关注的重点，脱硝装置作为火力发电企业环保设施，主要作用是脱除烟气中的NOx，在火力发电企业的环保排放方面扮演者重要角色。

近年来，随着东北地区受社会用电量的限制，机组普遍运行负荷偏低，脱硝装置的运行环境非但达不到最佳状态，而是较长周期处于极限运行状态，这也带来了诸多的问题，如部分机组出现了因催化剂堵塞、中毒，催化剂活性快速降低等原因，造成机组被迫停运的情况，这给企业的生存发展带来了严重的困扰，本文根据该机组脱硝系统运行过程中采取的措施，结合收集到的其他相关资料，在归纳总结的前提下探讨研究保证脱硝系统长周期稳定运行的控制措施

发明内容

本发明的目的在于提供一种脱硝系统的运行方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种脱硝系统的运行方法，该方法包括以下措施：运行风量的控制、运行烟温的控制、启停机的控制、吹灰的管理、喷氨量的控制、原煤的管理和检修维护的控制。

优选的，所述运行风量的控制，一方面是对运行氧量进行优化，根据不同运行负荷制定对应的氧量控制范围；另一方面是对制粉系统进行优化，保证对应负荷下最小的制粉系统运行方式。

优选的，所述运行烟温的控制，一方面是对于北方地区，冬季极寒天气下烟温的控制，增加暖风器出力，提高一、二次风的送风温度；另一方面对于热电联产的机组，调整机组的供热负荷。

优选的，所述启停机的控制是通过少量投入上层油枪的方法，维持相对较高的烟温，保证脱硝系统的随机组启停，同时照达标排放标准控制，有效的降低运行烟温低，喷氨量过大对催化剂带来的危害；另外，停机过程中，脱硝系统运行烟温达到设计的低极限温度时，及时退出脱硝系统；最后是启动过程中加强温升率的控制，避免催化剂急剧加热造成的损坏。

优选的，所述吹灰的管理是在声波吹灰与蒸汽吹灰配合使用的脱硝系统，据脱硝系统停机检查的积灰部位和积灰情况，结合设备厂家要求，合理的制定蒸汽吹灰周期及投运部位，同时适时的根据运行参数的变化调整吹灰策略。

优选的，所述喷氨量的控制是保证喷氨自动的投入率，并以基础数据记录、分析和总结工为支撑，不断的对调整逻辑进行优化，以便达到最优的调整状态，同时保证测量值的准确性，另外在具备条件的前提下，应适时的进行脱硝流场均布试验，以达到SCR反应区喷氨均匀的目的，同时制定一个有效的排放范围，指导运行参数的控制。

优选的，所述原煤的管理是在设计阶段根据设计煤种原煤中砷的含量选用相对应的催化剂，其次，机组投产后，如有计划性的长周期燃用非设计煤种前，应对变化煤种的砷含量进行检测，根据检测结果评估分析燃用该煤种是否可行，同时在实际燃用过程中，应尽可能对砷含量较高的煤种进行掺烧，把握合适的掺烧的比例。

优选的，所述检修维护的控制是脱硝系统应本着逢停必查的原则，在机组等级检修期间对喷氨格栅、喷嘴、催化剂进行全面检查，主要检查积灰、磨损、物理结构及密封等情况，并对发现的问题及时处理，检查期间应特别注意防止催化剂受潮，并且每年应利用停机机会对催化剂至少进行一次检测，检测抽取的试块应涵盖全部催化剂层，同时根据检测结果，评估催化剂的使用寿命。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：一种脱硝系统的运行方法，针对选择性催化还原(SCR)法在脱硝系统运行过程中遇到的常见问题，通过采取了运行氧量优化、运行烟温调控，加强吹灰管控的手段，达到了预期的效果，保证了脱硝系统的长周期稳定运行。

附图说明

图1为本发明的脱销系统安全运行控制措施的组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种脱硝系统的运行方法，该方法包括以下措施：运行风量的控制、运行烟温的控制、启停机的控制、吹灰的管理、喷氨量的控制、原煤的管理和检修维护的控制。

具体而言，所述对于运行风量的控制，送入锅炉的空气包括一次风和二次风，一方面，二次风量的增加会引起运行氧量的升高，将造成NOx生成量的增多，随之带来的是喷氨量的增加，如果运行氧量控制不当，喷氨量过高，这将造成脱硝系统的氨逃逸急剧增大，这会直接加剧催化剂的堵塞、中毒，因此需要合理的对运行氧量进行优化，运行氧量优化的前提是保证炉内燃烧完全，即控制飞灰、炉渣含碳量在合理范围，不至于造成煤耗的增加或引起未完全燃烧的煤粉积存在尾部受热面发生二次燃烧的等危害，在保证飞灰、炉渣含碳量相对合适的基础上，需要根据不同运行负荷制定对应的氧量控制范围，根据氧量控制范围，确定切合实际的喷氨量，在此基础上优化的运行氧量就是兼顾炉内燃烧工况与脱硝系统安全运行的最优运行氧量。风量控制另一方面值得注意的是一、二次风的配比，如投运制粉系统数量过多造成一次风量过大，二次风量过小，一、二次风配比失调，不仅炉内燃烧不好，同样也会造成运行风量的增高，引起过量空气系数的增大，该情况下，由于一次风量的过剩，往往会造成NOx生成量的大幅度增加，针对这一问题发生的原因，需要从制粉系统的运行方式上入手，对制粉系统进行合理的优化，即保证对应负荷下最小的制粉系统运行方式，这可以较大比例的降低一次风量，并通过适当控制二次风量的方法，以达到一、二次风配比合理的目的，能够更有利的从源头上控制NOx的生成，以实现脱硝系统的安全运行。

具体而言，所述对于运行烟温的控制，部分参与深度调峰的机组，由于锅炉热负荷受限，脱硝进口运行烟温长时间维持在设计的连续运行最低烟温附近，由实际运行烟温没有足够的裕量，这对催化剂长周期安全运行的影响是极其不利的。运行烟温的控制要着手以下两个方面：第一，对于北方地区，冬季极寒天气下烟温的控制，此情况下，不应过分的追求经济效益而忽略了设备安全，也就是不应为了达到节能的目的而限制暖风器的出力，冬季原煤水分不易蒸发，即便是经过暖风器加热后，保证了一、二次风的温度达到设计参数，但是由于原煤水分相对较高的原因，往往会造成制粉系统干燥出力不足，加之锅炉本体机漏入空气的温度相对较低，这些因素都会造成烟温的相对偏低，进一步降低了脱硝系统的运行烟温，在这种问题下，应适当的增加暖风器出力，提高一、二次风的送风温度，以达到提高运行烟温的目的；第二，热电联产机组，深度调峰工况下的烟温控制，对于热电联产的机组，在满足电网对于电负荷调控的前提下，可灵活调整机组的供热负荷，有多台机组并网发电并参与供热的企业，还可以调整不同机组的供热负荷分配，以保证锅炉足够燃料率的投入，维持锅炉整体的热负荷处于相对较高水平，即脱硝进口烟温高于设计的连续运行烟温，并留有一定裕量。

具体而言，所述对于启停机的控制，在启停机过程中，由于操作量较大，低负荷工况下脱硝的调整控制及催化剂的温度变化率往往容易被人们忽略，这对催化剂使用寿命的影响也是极大的，这些因素如控制不当，对催化剂造成的损伤是不可逆转的，最终结果是大大的缩短催化剂的使用年限。要解决这个问题，首先是启停机过程中，烟温的保证，可通过少量投入上层油枪的方法，维持相对较高的烟温，保证脱硝系统的随机组启停。其次是不要一味的追求超净排放，在机组并网初期及解列前的短时间范围内，脱硝的排放浓度应按照达标排放标准控制，这也可也有效的降低运行烟温低，喷氨量过大对催化剂带来的危害。另外，停机过程中，脱硝系统运行烟温达到设计的低极限温度时，一定要及时退出脱硝系统，换句话说，机组启动时，脱硝投入的烟温也一定要高于设计的低极限温度，这样可以避免短时间不可逆的低温运行对催化剂带来的伤害。最后，是启动过程中一定要加强温升率的控制，通过有效的烟温测点观察催化剂前后烟气温度的变化趋势，并通过燃料量增加速率的控制，限制脱硝催化剂的温升率，避免催化剂急剧加热造成的损坏。

具体而言，所述对于吹灰的管理，脱硝系统吹灰不及时或不合理短期最直观的表现就是催化剂局部产生积灰，此时往往整个脱硝系统和每层催化剂的运行差压不会发生太大的变化，不易引起相关人员的重视，但是发展下去，影响却是重大的。催化剂长时间严重积灰，第一会直接加速催化剂中毒的速率，第二形成烟气走廊，催化剂长期经高流速的飞灰冲刷，会造成机械磨损，这不仅影响催化剂的机械使用寿命，严重时甚至造成局部的催化剂模块磨损损坏。解决这一问题，要从运行的吹灰管理方面入手，采取有效的控制措施，保证最佳吹灰的效果。对于声波吹灰与蒸汽吹灰配合使用的脱硝系统，在保证声波吹灰器投入率的同时，应重视蒸汽吹灰器所起的作用，因为声波吹灰虽能保证连续性，但吹灰范围及吹灰效果不及蒸汽吹灰，在实际运行中，多数两者兼配的脱硝系统，普遍存在很少投运甚至根本不投运蒸汽吹灰的情况，这就造成了多数机组存在脱硝烟道前部催化剂积灰严重的问题，有的甚至发生了上面提到的催化剂长期机械磨损损坏的情况。由此可见，蒸汽吹灰在催化剂安全运行方面起到了至关重要的作用，同时配置声波吹灰和蒸汽吹灰的机组，应根据脱硝系统停机检查的积灰部位和积灰情况，结合设备厂家要求，合理的制定蒸汽吹灰周期及投运部位，保证声波吹灰不能吹及部位催化剂的清洁程度。对于未配置声波吹灰器的脱硝系统，由于没有声波吹灰器，不能保证连续的吹扫，催化剂的清洁程度完全由蒸汽吹灰保证，蒸汽吹灰所起到的作用就更为突出，因此，必须保证蒸汽吹灰的投入频次及投运率。同样，蒸汽吹灰控制不当，也极易造成催化剂的吹损，因此应注意以下几点：一是吹灰前管路疏水的控制，要从运行和检修两个方面着手，运行方面，吹灰操作前必须确认疏水温度较对应吹灰压力下的饱和温度高50℃，才能投入蒸汽吹灰，检修方面，积极配合运行进行设备排查，对因系统设计、安装等因素造成的局部疏水不畅管路进行改造，避免蒸汽带水造成的催化剂磨损加剧损坏。二是吹灰压力的制定，过高的蒸汽吹灰压力，最直接的影响就是催化剂的机械使用寿命，控制不当更有可能直接造成催化剂吹损，因此，一定要结合机组等级检修对催化剂机械结构的检查结果，合理的优化调整吹灰压力，在保证吹灰效果的前提下，最大限度的避免催化剂机械寿命的降低。吹灰方面最后应注意的一点是适时的根据运行参数的变化调整吹灰策略，也就是相关人员应及时的掌握脱硝整个系统及各层催化剂差压的变化，根据情况及时调整吹灰部位及吹灰频次，确保脱硝系统整体的运行状态在可控之中。

具体而言，对于所述对于喷氨量的控制，喷氨量过大或不均匀对脱硝系统安全运行的危害性是最直接的，因为喷氨量的增大会直接造成硫酸氢氨的生成，引发催化剂中毒。影响喷氨量的原因包括锅炉运行氧量控制过高，喷氨自动调节不佳，相关测量装置指示不准确，脱硝系统流场分布不均局部喷氨量大等。氧量的控制上文已经提及，不再次进行阐述。喷氨自动调节等运行调整方面的问题前提还是要保证喷氨自动的投入率，对于自动调节效果的提升则需要运行和检修共同配合，以基础数据记录、分析和总结工为支撑，不断的对调整逻辑进行优化，以便达到最优的调整状态。脱硝系统测量装置的误差则可能引起喷氨量与实际NOx的生成量不匹配，例如NOx测量值、氧量值的指示偏高均会造成折算后NOx的指示偏高，引起喷氨量的增大，同时，氨逃逸的测量不准，也不能及时的提示运行人员喷氨量的过大，隐患较大。所以，对于NOx、氧量、氨逃逸等测量装置，务必保证测量值的准确性，这是保证脱硝喷氨量与实际运行工况相匹配的重要前提。另外，具备条件的前提下，应适时的进行脱硝流场均布试验，以达到SCR反应区喷氨均匀的目的。最后一点，就是脱硝排放指标控制的影响，如排放指标控制过高，超限排放的风险加大，排放指标控制过低，喷氨量又会显著增大，这就要求科学合理的制定一个排放范围，可考虑结合氧量优化、制粉系统优化、运行调整优化等手段，在保证炉内燃烧生成NOx尽量降低及运行参数调控平稳的前提下，有效制定排放范围，指导运行参数的控制，这样一来，对喷氨量的降低也是有及其明显的效果。

具体而言，所述对于原煤的管理，原煤中砷含量的增加，会加快催化剂的砷中毒，一旦催化剂发生砷中毒，脱硝系统整体的工作效率将降低，这也会造成喷氨量的增加，过度的喷氨量又会进一步加剧了催化剂中毒失效的速率，可见，原煤的管理在脱硝系统安全运行方面也是起着较大的作用。首先是，在设计阶段应根据设计煤种原煤中砷的含量选用相对应的催化剂。其次，机组投产后，如有计划性的长周期燃用非设计煤种前，应对变化煤种的砷含量进行检测，根据检测结果评估分析燃用该煤种是否可行，同时在实际燃用过程中，应尽可能对砷含量较高的煤种进行掺烧，把握合适的掺烧的比例，只有这样才能将原煤中砷对催化剂安全运行的影响降至最低。

具体而言，所述对于检修维护的控制，脱硝系统应本着逢停必查的原则，在机组等级检修期间对喷氨格栅、喷嘴、催化剂进行全面检查，主要检查积灰、磨损、物理结构及密封等情况，并对发现的问题及时处理，检查期间应特别注意防止催化剂受潮。催化剂的检测也是必不可少的重要环节，每年应利用停机机会对催化剂至少进行一次检测，检测抽取的试块应涵盖全部催化剂层，这样才能全面的反应催化剂的实际运行状况，同时根据检测结果，评估催化剂的使用寿命，发生催化剂使用寿命无法满足运行需要时，及时的进行再生或加装。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。