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氣體流量計在電廠脫硝係統蒸汽耗量過大問題中的分析
點擊次數：2176 發布時間：2021-03-19 08:11:26
某電廠為2×600MW 燃煤汽輪發電（diàn）機組，鍋（guō）爐采用（yòng）哈爾濱（bīn）鍋爐廠生產的（de）亞臨（lín）界控製（zhì）循環汽包爐鍋爐，分別於2001年12月和2002年6月投（tóu）產發電。脫硝（xiāo）係統還原劑液氨改尿素於2018年完成，現已投運1a 以上。
脫硝係統改造完成正常（cháng）投運後，PLC 控製係統畫麵顯示輔汽蒸汽耗量瞬時值為8.286 t/h，冷（lěng）再蒸汽耗量瞬（shùn）時值為4t/h，除鹽水日耗量為70t，遠遠超過設計值。設計輔汽瞬時*大耗量為3.7t/h，正常耗量為1.3t/h ；設計冷再（zài）蒸汽瞬時*大耗量為5t/h，正常耗量為3t/h，除鹽水*大值（zhí）為30t/d。對此，從設備耗汽、設備安（ān）裝、耗水量三方（fāng）麵進行計算分析。
1 脫硝係統（tǒng）中用汽設備耗量分析
此電廠脫硝係（xì）統采（cǎi）用尿素水解製氨，脫硝（xiāo）裝置的尿（niào）素消（xiāo）耗量全廠2台爐總尿素消耗量約為1 116kg/h，配製尿素溶液（yè）時，將儲存於尿素儲存間（jiān）的袋裝尿素人工拆（chāi）包，拆（chāi）包後的尿素經鬥提機輸送到溶解罐裏（lǐ）。用去離子水（shuǐ）經蒸汽加熱將幹尿素溶解成40%~50% 質量濃度的尿（niào）素溶液，再通（tōng）過（guò）尿素溶（róng）液混合泵輸送到尿素溶液儲罐，加熱蒸汽（qì）的疏（shū）水回收至疏水箱。
尿素溶液（yè）儲存（cún）罐裏的尿（niào）素（sù）溶液利用蒸汽加熱對其進行保溫，溫度維持（chí）在30~50℃。溶液罐（guàn）裏的尿素溶液通過溶液輸送泵持續送至水解反應器，進行水解產生氨氣。水解產生的含氨（ān）氣流經流量調節模（mó）塊分配後進入氨空氣混（hún）合器被熱的稀（xī）釋空氣稀釋後，產生濃度小於5% 的氨氣（qì）進入氨氣-煙氣混合係統，並由（yóu）氨噴射係統（tǒng）噴（pēn）入煙道。
1）除（chú）鹽水係統用（yòng）汽量分析（xī）
該電廠設置了（le）1個（gè）10m 3 緩衝除鹽水箱，除鹽水分別從兩台（tái）機組除鹽水母管引至尿素區，兩根除鹽水輸送管道均設置（zhì）了蒸汽伴熱，此部分伴熱量約0.4t/h，每天使用約（yuē）0.5h，蒸（zhēng）汽來自（zì）機組的輔（fǔ）助（zhù）蒸汽。
2）尿素溶解係統用氣量分析（xī）
該電廠設置1隻尿素（sù）溶解（jiě）罐，溶解罐有效容積為55m 3 ，在溶解罐中，用除鹽水和幹尿素配置製成50% 的尿素溶液。當尿素（sù）溶液（yè）溫度過低時，蒸汽加熱係統啟動提供製備飽和尿素溶液所需熱量。經計算溶解時該係統*大蒸汽耗量為2.0t/h，每（měi）天使用（yòng）1~2h，蒸汽來自機（jī）組的輔助蒸汽。
3）尿素（sù）溶液儲存係統用氣量分析
該電（diàn）廠（chǎng）設置了2隻尿素溶（róng）液儲罐，每隻有效容積為185m 3 ，兩隻儲罐長期儲存尿素（sù）溶（róng）液，保持溶液溫度在30~50℃，使（shǐ）用蒸汽進行加熱，控製其溫度。經計算儲存係統（tǒng）升溫時蒸汽耗量為0.7t/h，蒸汽來自機組的（de）輔（fǔ）助蒸汽。
4）尿素（sù）水解反應器係統用汽量分析
該電廠設置2台水解（jiě）器，每台水解（jiě）器的（de）容量為2台機組BMCR 工況下全部供氨量。采取一運一備運（yùn）行模（mó）式，尿素溶液尿素水解反應器內發生化學反應，氣液兩相平衡體係的壓力為0.4~0.6MPa，溫度為130~160℃。所需要（yào）的熱量完全由飽和蒸汽提供，飽和蒸汽不與尿素（sù）溶液混合，通過盤管回流，冷凝水由疏（shū）水箱回收。當兩台（tái）水解反應器全部滿負荷運行時，此時蒸汽*大耗量為2.8t/h，蒸汽（qì）取自機組（zǔ）的再熱蒸汽（qì）冷段。
5）稀釋風係統用汽量分析
該電廠的稀釋風采用蒸汽冷風的方式，共設置（zhì）4台風機（jī），流量8 400m 3 /h。經核算每台機組的蒸汽耗量為1.0t/h，兩台機組稀釋風用汽（qì）量總計2.0t/h，蒸汽取自機組的再熱蒸汽（qì）冷段。
6）氨氣係（xì）統用汽量分析
兩台（tái）水解器出口的氨氣管道匯合成一（yī）根（gēn）母管（guǎn），*後輸送至兩台機組的 SCR 區，氨（ān）氣管道采用蒸汽伴熱，不同規（guī）格（gé）的管線總長為390m，蒸汽耗量約為1.0t/h，蒸汽來自機組的輔助蒸汽。
2、脫（tuō）硝係統中蒸汽流量測量裝置分（fèn）析
1）輔（fǔ）助蒸汽測量流量計
因除鹽（yán）水伴熱和溶解罐加熱不在同一（yī）時（shí）間使用，根據（jù）設備用汽分析可得出 ：輔汽*端瞬時*大耗量為3.7t/h，正（zhèng）常（cháng）耗量（liàng）的平均值為1.3t/h。輔汽的*高參數為1.0MPa，270℃，電廠選用江蘇旭（xù）輝自動化儀表有限公司生產的氣體流量計測量輔（fǔ）助蒸汽流（liú）量，流量計的量程為5t/h，自（zì）帶溫壓補償，滿足測量要（yào）求。
根據圖1渦街流量安裝要求示意圖及廠家的設備（bèi）說明書（shū）要求，流量計上遊的（de）直管段長度至少為20D≈1 600mm，下（xià）遊的直管段（duàn）至少在5D≈400mm，D=80mm 為管道直徑。圖2為（wéi）現場安裝圖，流量計上遊僅為（wéi）600mm ＜1 600mm，此流（liú）量計安裝位置有誤，對測量值有一定的影響，造成測量偏差，需調整流量計的安裝位置。
通過圖3可以看出，PLC 上輔汽測量用的氣體（tǐ）流量計的量程設置為30t/h，現場設備量程（chéng）實（shí）際為5t/h，兩者嚴重不符，因此測量值8.286t/h 為錯誤值，需要對程序進行修改。
2）冷再蒸汽測量流量計
根據設備用汽分析可得出 ：冷再（zài）蒸汽瞬（shùn）時*大耗量為4.8t/h。輔汽的*高參數為4.02MPa、330℃，氣體流量計廠（chǎng）家與輔助蒸汽流量計一致，流量計的量程為6t/h，自帶溫壓補償，滿足測量要求。
根（gēn）據圖1渦（wō）街流量安裝要求示（shì）意圖及廠家（jiā）的設備說明書要求（qiú），流量（liàng）計上遊的（de）直管段長度至少為20D≈1 300mm，下遊的直管段至（zhì）少在（zài）5D≈325mm，D=65mm 為管道直徑。圖4為冷再蒸汽（qì）流量計現場安裝圖，流量計上遊僅為（wéi）950mm＜1600mm，此流量計安（ān）裝位置有（yǒu）誤，對測量值有一定（dìng）的（de）影響，造成測量偏（piān）差，需調整流量計的（de）安裝（zhuāng）位（wèi）置。
通過圖3 PLC 流（liú）量計監測畫（huà）麵可以看出，PLC 上輔汽測量用的氣體流量計的量程設置為30t/h，現（xiàn）場設備量程（chéng）實（shí）際為6t/h，兩者嚴重（chóng）不符，因此（cǐ）測量值4t/h 為錯誤值（單台（tái）機組運行），需要對程序進行修改。
3、耗水量分析
單台機組脫硝係統運行期（qī）間，電廠提供的補水增加量約（yuē）為70t/d，其中脫硝係統的耗水量如圖5。
從（cóng）圖5可以看出，脫硝（xiāo）係統所使用的（de）冷再蒸汽和輔助蒸汽換熱後全（quán）部（bù）冷凝為疏水（shuǐ），供水解器的蒸汽和部分（fèn）伴熱加熱的蒸汽回收（shōu）至脫硝係統的疏水箱，部分伴熱蒸汽疏水直接排放至機組排水槽，未進行回收。疏水箱的水一部分被脫硝係統利用，另一部分排放至機組800m 3 水箱，未進行（háng）回收。下麵結合耗水量對蒸汽耗（hào）量進行（háng）判斷 ：
1）係統溶解尿素（sù）蒸汽用量按設計值為1.3t/h，單台機組每天（tiān）用量約15.0t。此部分水耗量*終噴入煙道中，*終未回收，不計入補水中。根據現場收集到的情況，每次溶解時大約使用10t 左右疏水和（hé）5t 左（zuǒ）右除鹽水。
2）疏水箱中多餘的（de）疏水排放至800m 3 水箱，根據現場提供資料，疏水箱每天排（pái）放一次，排放量約20t，*終未回收，不計入補水中。
3）單台換熱器疏水1.0t/h，單台機組每天24t，排至凝汽器疏水擴容器，*終回收，計入補水中。
4）其他管道伴熱疏水，排放至機組排水（shuǐ）槽，*終（zhōng）未回收，不計入補水中，約0.2t/h，每天排放量（liàng）4.8t。綜（zōng）上分析，若單（dān）台機組運行（háng）補水量為70t/d，則總蒸汽耗（hào）量為70-5+24=89t/d，與設計值相匹配，因此蒸汽耗量為 ：單台換熱器蒸汽耗（hào）量為24t/d（1t/h），冷再蒸汽（qì）（水解器用）耗量為30t/d（1.3t/h），輔助蒸汽耗量（伴熱）平均為35t/d（1.5t/h）。
4、結束語
通過對該電廠脫硝係統中每個設備的（de）用汽（qì）量進行核算，得出（chū）設計值，再對蒸汽流（liú）量測量裝置進行檢（jiǎn）查，否定了設備選型問題，*終發現了該係統耗量大主要問題在於流量的實際量程和 PLC 係統邏（luó）輯裏設置的量程不一致，其次為安裝尺寸不符合廠家要求，兩方麵原因導致測量為錯誤值（zhí），*後對耗水量進（jìn）行（háng）分析，得出了係統的真（zhēn）實耗量。*終此（cǐ）電廠對此進行整改後，測量出（chū）實（shí）際（jì）耗量與設計值（zhí）基本一致。
氣體流量計種類及應用 氣（qì）體流量計安裝直管段要求 氣體流（liú）量計的安裝環境要求 氣體流量計常（cháng）見故（gù）障判斷（duàn）處理 氣體流（liú）量計故障（zhàng）有哪些 常見的氣體流（liú）量計分類 如何校準氣體流量計 氣體流量計不準的原因與處理方法 氣體流（liú）量計的安裝要求 氣體流量計的種（zhǒng）類及工作原理 氣體（tǐ）流量計（jì）的測量原理與結構 氣（qì）體流量計安裝的注意事項 氣（qì）體流量計該如何正確選型 氣體流（liú）量計與楔形（xíng）流量計的優缺點及產（chǎn）品選型注意（yì）事項 油田在用氣體流量計計量性能及適用性分析 關於氣體流（liú）量計測量原理及常見誤差分（fèn）析 氣體流量計在電廠脫硝係統（tǒng）蒸汽耗量過大問題中的分析 渦街氣（qì）體流量計原理 渦街氣體流量計怎麽安裝 渦街氣體流量計量程範圍 氣體流量計工作（zuò）原理 氣（qì）體流量計怎樣選（xuǎn）型（xíng） 氣體流量計怎麽讀數及參數設（shè）置 熱式氣體流量計的通訊模（mó）塊設計與通訊聯調（diào） 關於熱式氣體流量計在（zài）脫硝（xiāo）采（cǎi）樣係統改造與（yǔ）優化中的應用 蒸汽流量計（jì）量中關於（yú）二氧化（huà）碳氣體流量計的特性分析 二氧化碳氣體流量計,二氧化碳氣體流量（liàng）表 二氧化碳氣體流量（liàng）計的組成及在（zài）內（nèi）燃機熱測試中的應用 高精（jīng）度氣體流（liú）量計 高溫氣體流量計在冶金設備（bèi）和自動化開（kāi）發領域中應用（yòng）
脫硝係統改造完成正常（cháng）投運後，PLC 控製係統畫麵顯示輔汽蒸汽耗量瞬時值為8.286 t/h，冷（lěng）再蒸汽耗量瞬（shùn）時值為4t/h，除鹽水日耗量為70t，遠遠超過設計值。設計輔汽瞬時*大耗量為3.7t/h，正常耗量為1.3t/h ；設計冷再（zài）蒸汽瞬時*大耗量為5t/h，正常耗量為3t/h，除鹽水*大值（zhí）為30t/d。對此，從設備耗汽、設備安（ān）裝、耗水量三方（fāng）麵進行計算分析。
1 脫硝係統（tǒng）中用汽設備耗量分析
此電廠脫硝係（xì）統采（cǎi）用尿素水解製氨，脫硝（xiāo）裝置的尿（niào）素消（xiāo）耗量全廠2台爐總尿素消耗量約為1 116kg/h，配製尿素溶液（yè）時，將儲存於尿素儲存間（jiān）的袋裝尿素人工拆（chāi）包，拆（chāi）包後的尿素經鬥提機輸送到溶解罐裏（lǐ）。用去離子水（shuǐ）經蒸汽加熱將幹尿素溶解成40%~50% 質量濃度的尿（niào）素溶液，再通（tōng）過（guò）尿素溶（róng）液混合泵輸送到尿素溶液儲罐，加熱蒸汽（qì）的疏（shū）水回收至疏水箱。
尿素溶液（yè）儲存（cún）罐裏的尿（niào）素（sù）溶液利用蒸汽加熱對其進行保溫，溫度維持（chí）在30~50℃。溶液罐（guàn）裏的尿素溶液通過溶液輸送泵持續送至水解反應器，進行水解產生氨氣。水解產生的含氨（ān）氣流經流量調節模（mó）塊分配後進入氨空氣混（hún）合器被熱的稀（xī）釋空氣稀釋後，產生濃度小於5% 的氨氣（qì）進入氨氣-煙氣混合係統，並由（yóu）氨噴射係統（tǒng）噴（pēn）入煙道。
1）除（chú）鹽水係統用（yòng）汽量分析（xī）
該電廠設置了（le）1個（gè）10m 3 緩衝除鹽水箱，除鹽水分別從兩台（tái）機組除鹽水母管引至尿素區，兩根除鹽水輸送管道均設置（zhì）了蒸汽伴熱，此部分伴熱量約0.4t/h，每天使用約（yuē）0.5h，蒸（zhēng）汽來自（zì）機組的輔（fǔ）助（zhù）蒸汽。
2）尿素溶解係統用氣量分析（xī）
該電廠設置1隻尿素（sù）溶解（jiě）罐，溶解罐有效容積為55m 3 ，在溶解罐中，用除鹽水和幹尿素配置製成50% 的尿素溶液。當尿素（sù）溶液（yè）溫度過低時，蒸汽加熱係統啟動提供製備飽和尿素溶液所需熱量。經計算溶解時該係統*大蒸汽耗量為2.0t/h，每（měi）天使用（yòng）1~2h，蒸汽來自機（jī）組的輔助蒸汽。
3）尿素（sù）溶液儲存係統用氣量分析
該電（diàn）廠（chǎng）設置了2隻尿素溶（róng）液儲罐，每隻有效容積為185m 3 ，兩隻儲罐長期儲存尿素（sù）溶（róng）液，保持溶液溫度在30~50℃，使（shǐ）用蒸汽進行加熱，控製其溫度。經計算儲存係統（tǒng）升溫時蒸汽耗量為0.7t/h，蒸汽來自機組的（de）輔（fǔ）助蒸汽。
4）尿素（sù）水解反應器係統用汽量分析
該電廠設置2台水解（jiě）器，每台水解（jiě）器的（de）容量為2台機組BMCR 工況下全部供氨量。采取一運一備運（yùn）行模（mó）式，尿素溶液尿素水解反應器內發生化學反應，氣液兩相平衡體係的壓力為0.4~0.6MPa，溫度為130~160℃。所需要（yào）的熱量完全由飽和蒸汽提供，飽和蒸汽不與尿素（sù）溶液混合，通過盤管回流，冷凝水由疏（shū）水箱回收。當兩台（tái）水解反應器全部滿負荷運行時，此時蒸汽*大耗量為2.8t/h，蒸汽（qì）取自機組（zǔ）的再熱蒸汽（qì）冷段。
5）稀釋風係統用汽量分析
該電廠的稀釋風采用蒸汽冷風的方式，共設置（zhì）4台風機（jī），流量8 400m 3 /h。經核算每台機組的蒸汽耗量為1.0t/h，兩台機組稀釋風用汽（qì）量總計2.0t/h，蒸汽取自機組的再熱蒸汽（qì）冷段。
6）氨氣係（xì）統用汽量分析
兩台（tái）水解器出口的氨氣管道匯合成一（yī）根（gēn）母管（guǎn），*後輸送至兩台機組的 SCR 區，氨（ān）氣管道采用蒸汽伴熱，不同規（guī）格（gé）的管線總長為390m，蒸汽耗量約為1.0t/h，蒸汽來自機組的輔助蒸汽。
2、脫（tuō）硝係統中蒸汽流量測量裝置分（fèn）析
1）輔（fǔ）助蒸汽測量流量計
因除鹽（yán）水伴熱和溶解罐加熱不在同一（yī）時（shí）間使用，根據（jù）設備用汽分析可得出 ：輔汽*端瞬時*大耗量為3.7t/h，正（zhèng）常（cháng）耗量（liàng）的平均值為1.3t/h。輔汽的*高參數為1.0MPa，270℃，電廠選用江蘇旭（xù）輝自動化儀表有限公司生產的氣體流量計測量輔（fǔ）助蒸汽流（liú）量，流量計的量程為5t/h，自（zì）帶溫壓補償，滿足測量要（yào）求。
根據圖1渦街流量安裝要求示意圖及廠家的設備（bèi）說明書（shū）要求，流量計上遊的（de）直管段長度至少為20D≈1 600mm，下（xià）遊的直管段（duàn）至少在5D≈400mm，D=80mm 為管道直徑。圖2為（wéi）現場安裝圖，流量計上遊僅為（wéi）600mm ＜1 600mm，此流（liú）量計安裝位置有誤，對測量值有一定的影響，造成測量偏差，需調整流量計的安裝位置。
通過圖3可以看出，PLC 上輔汽測量用的氣體（tǐ）流量計的量程設置為30t/h，現場設備量程（chéng）實（shí）際為5t/h，兩者嚴重不符，因此測量值8.286t/h 為錯誤值，需要對程序進行修改。
2）冷再蒸汽測量流量計
根據設備用汽分析可得出 ：冷再（zài）蒸汽瞬（shùn）時*大耗量為4.8t/h。輔汽的*高參數為4.02MPa、330℃，氣體流量計廠（chǎng）家與輔助蒸汽流量計一致，流量計的量程為6t/h，自帶溫壓補償，滿足測量要求。
根（gēn）據圖1渦（wō）街流量安裝要求示（shì）意圖及廠家（jiā）的設備說明書要求（qiú），流量（liàng）計上遊的（de）直管段長度至少為20D≈1 300mm，下遊的直管段至（zhì）少在（zài）5D≈325mm，D=65mm 為管道直徑。圖4為冷再蒸汽（qì）流量計現場安裝圖，流量計上遊僅為（wéi）950mm＜1600mm，此流量計安（ān）裝位置有（yǒu）誤，對測量值有一定（dìng）的（de）影響，造成測量偏（piān）差，需調整流量計的（de）安裝（zhuāng）位（wèi）置。
通過圖3 PLC 流（liú）量計監測畫（huà）麵可以看出，PLC 上輔汽測量用的氣體流量計的量程設置為30t/h，現（xiàn）場設備量程（chéng）實（shí）際為6t/h，兩者嚴重（chóng）不符，因此（cǐ）測量值4t/h 為錯誤值（單台（tái）機組運行），需要對程序進行修改。
3、耗水量分析
單台機組脫硝係統運行期（qī）間，電廠提供的補水增加量約（yuē）為70t/d，其中脫硝係統的耗水量如圖5。
從（cóng）圖5可以看出，脫硝（xiāo）係統所使用的（de）冷再蒸汽和輔助蒸汽換熱後全（quán）部（bù）冷凝為疏水（shuǐ），供水解器的蒸汽和部分（fèn）伴熱加熱的蒸汽回收（shōu）至脫硝係統的疏水箱，部分伴熱蒸汽疏水直接排放至機組排水槽，未進行回收。疏水箱的水一部分被脫硝係統利用，另一部分排放至機組800m 3 水箱，未進行（háng）回收。下麵結合耗水量對蒸汽耗（hào）量進行（háng）判斷 ：
1）係統溶解尿素（sù）蒸汽用量按設計值為1.3t/h，單台機組每天（tiān）用量約15.0t。此部分水耗量*終噴入煙道中，*終未回收，不計入補水中。根據現場收集到的情況，每次溶解時大約使用10t 左右疏水和（hé）5t 左（zuǒ）右除鹽水。
2）疏水箱中多餘的（de）疏水排放至800m 3 水箱，根據現場提供資料，疏水箱每天排（pái）放一次，排放量約20t，*終未回收，不計入補水中。
3）單台換熱器疏水1.0t/h，單台機組每天24t，排至凝汽器疏水擴容器，*終回收，計入補水中。
4）其他管道伴熱疏水，排放至機組排水（shuǐ）槽，*終（zhōng）未回收，不計入補水中，約0.2t/h，每天排放量（liàng）4.8t。綜（zōng）上分析，若單（dān）台機組運行（háng）補水量為70t/d，則總蒸汽耗（hào）量為70-5+24=89t/d，與設計值相匹配，因此蒸汽耗量為 ：單台換熱器蒸汽耗（hào）量為24t/d（1t/h），冷再蒸汽（qì）（水解器用）耗量為30t/d（1.3t/h），輔助蒸汽耗量（伴熱）平均為35t/d（1.5t/h）。
4、結束語
通過對該電廠脫硝係統中每個設備的（de）用汽（qì）量進行核算，得出（chū）設計值，再對蒸汽流（liú）量測量裝置進行檢（jiǎn）查，否定了設備選型問題，*終發現了該係統耗量大主要問題在於流量的實際量程和 PLC 係統邏（luó）輯裏設置的量程不一致，其次為安裝尺寸不符合廠家要求，兩方麵原因導致測量為錯誤值（zhí），*後對耗水量進（jìn）行（háng）分析，得出了係統的真（zhēn）實耗量。*終此（cǐ）電廠對此進行整改後，測量出（chū）實（shí）際（jì）耗量與設計值（zhí）基本一致。
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