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和利时SCR智能脱硝优化解决方案国家环境保护部和国家质量监督检验检疫总局早在2011年7月29日联合发布了《火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011》，要求燃煤电厂氮氧化物排放在100mg/Nm 3以内。

案例背景介绍

1　背景

国家环境保护部和国家质量监督检验检疫总局早在2011年7月29日联合发布了《火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011》，要求燃煤电厂氮氧化物排放在100mg/Nm 3以内。结合国家越来越严格的环保政策，我国提出了更高的洁净排放要求，即氮氧化物排放在50mg/Nm 3以下。虽然我国大部分燃煤电厂已完成了加装SCR脱硝设备和改造原有的燃烧设备，且已逐步完成超净排放的改造，取得了良好的环保社会效益。但是，由于SCR的实际运行时间较短，往往存在运行经验不足等问题，并且国内对SCR的优化运行尚属新兴的研究课题，尤其是SCR长期连续在高效率下运行，“氨逃逸”现象时时威胁着电厂锅炉SCR后冷端设备的安全运行。

目前在各大电厂超低排放改造中广泛使用的是简单的催化剂加层来提高脱硝效率、降低NOX排放的方法，通过增加催化剂和喷氨量，可以进一步增加烟气中NO X和氨的反应量，减少NO X排放。但是催化剂加层，会增加SO2/SO3的转换几率，并且大幅提高SCR的喷氨量，也加大了氨逃逸的可能性，从而带来空预器堵塞等设备安全性降低、运维成本增加的新问题。因此，在超净排放的新要求下，有必要对现有SCR的AIG喷氨进行更合理的更精细化的优化管理，提供有效的解决方案，在保障环保效益的同时，切实保障设备的安全经济运行。

案例实施与应用情况

2　实施与应用

国内某电厂2×1000MW燃煤机组配套锅炉为超超临界变压塔式直流锅炉。锅炉燃烧系统设计采用分级燃烧和浓淡燃烧等技术，可有效降低NO X排放量和降低锅炉最低稳燃负荷。SCR脱硝系统催化剂采用蜂窝式，烟气脱硝装置采用高尘型工艺，SCR反应器采用双烟道布置。单个SCR反应器净空尺寸为14600mm（W）×15000mm（L）×23650mm（H）。采用尿素热一次风热解法。在SCR入口烟道截面上的2×9个AIG喷嘴将氨喷入到SCR反应器内。SCR反应器入口烟道弯头较多，布置非常曲折，同时SCR反应器入口烟道狭长，烟气流场复杂，气流分布难以在各符合段达到均匀，采用均衡喷氨极易引起局部喷氨过量导致氨逃逸率过大，影响空预器等烟道后部设备运行，同时也影响了SCR效率。

AIG每个喷氨支管配有手动调节阀，可在运行调试期间根据烟道中NH3和NOX的分布情况，进行手动调节。根据第三方试验检测机构对该电厂7号机组进行的SCR装置NOX分布均匀性检测结果显示：

7号机组SCR装置本次测试区域的NO X分布C.V值：A侧上层30.5%，A侧下层42.2%。B侧上层6.80%，B侧下层43.5%。

根据以往经验，当SCR装置NO X分布的C.V值在30%以下时，可认为NOX分布均匀性正常。

改造前SCR装置喷氨优化调整采用静态调整AIG阀门的方法，该方式仅通过在线实验方法调整，并且在工况改变的情况下无法做到及时调整，也无法实时监测SCR反应器入、出口烟气截面NO X分布情况，所以不能及时根据分布情况调整每个喷氨小室的喷氨量，造成了局部氨逃逸率升高、区域性脱硝效率降低。

氨逃逸对脱销系统的影响：如氨分布稍有不均，会出现局部逃逸峰值和较高的逃逸平均值。实际上，即使分布不均程度较轻，氨逃逸峰值也足以引发问题。这是因为脱硝效率较高时，如果系统没有调节氨分布不均的能力，当部分烟气含氨量超过 NOX反应量时，多余的氨流经系统时就会逃逸。氨逃逸会严重SCR的下游设备安全运行，如生成硫酸氢氨沉积在催化剂、空预器和低温省煤器上,造成催化剂中毒和空预器和低温省煤器的腐蚀，尤其以空预器和低温省煤器在电除尘器前面的高温部分严重；造成FGD废水及空预器清洗水中含NH 3；增加飞灰中的NH3化合物，改变飞灰的品质。

目前SCR出口NOX分布平均相对标准偏差（C.V）在机组某些负荷条件下，仍会出现偏高的现象，SCR长期高效率运行过程中容易造成反应器出口局部氨逃逸浓度过大，降低SCR系统整体性能，威胁机组的安全运行。

针对以上情况，该电厂采用和利时SCR智能脱硝优化解决方案对7号机组进行了SCR智能喷优化改造。

2.1　系统架构

SCR AIG在线喷氨优化调整系统是针对目前SCR AIG粗放型喷氨的问题而提出的。该系统主要构成为：SCR反应器入、出口烟道实时NO X区域化测量系统；数据分析处理系统；在线AIG分区优化调整系统组成。

根据目前SCR反应器与现场喷氨的具体的布置情况（烟道的垂直段较短，这势必影响氨/氮的充分混合），结合检测报告，为了更好地提高“氨/氮等摩尔比”的实时均衡性，在实施实时优化喷氨时，必须在SCR反应器入口烟道（AIG阀门前）也采用相应的区域化测量，作为整个优化系统的前馈。这样可从SCR的入口处就实时控制住氨/氮摩尔比，提升优化控制品质。

控制的最终目标值为SCR出口的氮氧化物的均衡性（C.V值）。

SCR反应器入口烟道（AIG阀门前）实时NO X区域化测量装置布置2×6个单元，共计12个。SCR反应器出口垂直烟道实时NOX区域化测量装置布置2×6个单元，共计12个，总计用24个NO X数据表征SCR A、B两侧氮氧化物浓度场的分布。SCRA、B两侧氮氧化物浓度场分布的32个NO X数据和测量系统的状态（入口故障、吹扫等）变量统一经过工业标准的RTUMODBUS接入DCS。