关于蒸汽流量计脱硝采样管路优化改造

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、二次过滤后好终到达分析仪表。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

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，好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，冷凝罐为单好分开的两个，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。

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。