燃煤电厂烟气污染物浓度平面分布智能传感系统
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完成单位:广东省能源集团有限公司珠海发电厂
登记编号:ZSCX-DL2019-J-2-36
登记年份:2019
发布时间:2019-11-18
成果主要完成人
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项目概况
立项背景:
珠海发电厂共二台机组,单机容量为 700 兆瓦,配套锅炉由日本三菱重工(MHI)设计制造,采用四角切圆方式燃烧烟煤。为满足烟气脱硝环保要求,1号锅炉SCR系统于2013年8月23日正式投运,采用高灰型选择性催化还原烟气脱硝(SCR)工艺。催化剂层数按2+1模式布置,初装2层预留1层,在设计工况、处理100%烟气量、在布置2层催化剂条件下每套脱硝装置脱硝效率均不小于80%,脱硝还原剂采用液氨。
脱硝装置长期运行后,催化剂的活性表面可能被部分覆盖或缺失,影响催化剂的活性及作用,最终影响脱硝效率和氨逃逸率,珠海电厂于2015年底进行了分级省煤器和加装顶部催化剂的改造,实现NOx的超低排放。
2、功能效果:
烟气成分浓度分布在线监测系统的整体优化设计和研发,以系统各模块间协调运行、易维护、长期可靠稳定等原则,整体优化设计烟气成分浓度分布在线监测系统。以巡回检测的模式实现SCR出口烟气成分浓度全截面分布的在线监测,从而在严控系统成本的同时,满足SCR喷氨分区动态调整对烟气成分浓度分布在线监测的需求。通过巡回检测智能控制模块协调控制电磁阀组,实现了30s间隔的巡回检测,达到了全截面网格取样点测量的近似同时性。此外,采用各侧烟道的独立汇流管道设计,使该系统在获得烟气浓度分布的同时,测量全截面取样混合的烟气成分浓度值,很好地兼顾了测量结果的代表性和实时性。
3、创新亮点:
开发在线运行监测和状态诊断的智能软件平台,实现烟气成分浓度分布、全截面网格化取样混合测量值等信息的在线实时显示;实时计算烟气浓度分布标准偏差,实现脱硝性能的在线状态诊断。利用数据挖掘和人工智能算法,统计和分析NOx分布的时空变化规律,实现局部氨逃逸的预警,并建立喷氨分区调整的控制策略。
本烟气成分浓度平面分布智能传感系统除了实现NOx浓度分布在线监测外,同时在线监测CO和O2的浓度分布,为实时的燃烧优化控制提供了可靠的依据。
4、项目完成情况:
烟气成分浓度分布在线监测系统,主要组件包括网格化取样管路、烟气NOx在线检测模块、巡回检测控制系统等,主要实现在线连续的网格化烟气取样、巡回切换分析以及多余烟气的自动回送。其中,网格化取样管路进行网格化的采样探枪布置;多个抽气电磁阀组的开启和关闭,控制抽气装置的传输路径的通断,保证检测连接管中一直流动着锅炉烟道中最新的烟气,避免原有烟气影响检测结果;设计烟气NOx在线检测模块与巡回检测管路高效匹配,在不增加烟气检测仪的情况下对SCR系统进出口的NOX的浓度分布进行连续巡回测量。
5、推广价值及待改进的问题:
珠海电厂目前采用的SCR出口NOx浓度进行进行简单的反馈控制,为了更好利用烟气污染物浓度平面分布智能传感系统的测量数据,保证烟囱CEMS环保测点的压线运行和精细化调整,还需要对SCR出口和烟囱出口测点的耦合关系进行进一步的研究,进一步实行SCR的精准控制。主要开展以下的内容研究:
6、项目实施后情况:
燃煤电厂烟气污染物浓度平面分布智能传感系统的研究成果在我厂的示范应用中得到成功应用,解决了我厂SCR出口NOx单点取样测量,代表性不足、容易积水、堵灰,以及反吹信号保护时对控制系统产生冲击等问题,提高测量数据的可靠性和稳定性;实现了#1炉脱硝系统A、B侧共30个测点的网格化巡回测量,取得了与脱硝系统性能试验的网格化人工测量相同的测量精度水平,同时时效性更强,可为SCR喷氨的在线精准控制提供依据。该系统是实施,节省委外喷氨调整试验的费用、节省喷氨量、避免空预器堵塞产生的风机电耗和煤耗的增加,取得了一定的经济效益,对集团公司及国内其它电厂SCR精准控制具有良好借鉴作用。