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脫（tuō）硫煙（yān）氣流量計在電（diàn）廠脫硝（xiāo）係統蒸汽耗（hào）量過大（dà）的問題分析
點擊次數：2123 發布時間：2021-01-08 05:53:01
某電廠為2×600MW 燃煤汽輪發電機（jī）組，鍋爐采用哈爾濱鍋爐廠生產的亞臨界控製循環汽（qì）包爐鍋爐，分別於2001年12月和2002年（nián）6月投（tóu）產發電。脫硝係統還原劑液氨改尿素於2018年完成，現已投（tóu）運1a 以上。
脫硝係統改造完成正常投運後，PLC 控製係統畫（huà）麵顯（xiǎn）示輔汽（qì）蒸汽耗量瞬時值為8.286 t/h，冷再蒸汽耗量瞬時值為4t/h，除鹽水日耗量為70t，遠遠超過設計值。設（shè）計輔汽（qì）瞬時*大耗量為3.7t/h，正常耗量為1.3t/h ；設計冷再蒸汽瞬時*大耗量為5t/h，正常（cháng）耗量為3t/h，除鹽水*大值為30t/d。對此，從設備耗汽、設備安裝、耗水量三方（fāng）麵進行計算分析。
1 脫硝（xiāo）係（xì）統中用汽設備耗量分析
此電廠脫硝係統采（cǎi）用尿素水解製氨（ān），脫硝裝置的尿素消耗量全廠2台爐總尿素消耗（hào）量約為1 116kg/h，配（pèi）製尿素溶液時，將儲存於尿素儲存間的袋（dài）裝尿素人工拆包，拆包後的尿素經鬥提機輸送到溶解罐裏。用去離子水經蒸汽加熱將幹尿素溶解成40%~50% 質量濃（nóng）度的尿素溶液，再通（tōng）過尿素溶液混合（hé）泵（bèng）輸送到（dào）尿素溶液儲罐，加熱蒸汽（qì）的疏（shū）水（shuǐ）回收至疏水箱。
尿素溶液儲存罐（guàn）裏的尿素溶液利用蒸汽加熱對其進行保溫，溫度維持在30~50℃。溶液罐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（shuǐ）解產生（shēng）的含氨氣流（liú）經流量調（diào）節模塊分配後（hòu）進入氨空氣混合器被熱的稀釋空（kōng）氣稀釋後，產生濃度小（xiǎo）於5% 的氨氣進入氨氣-煙氣（qì）混合係統，並由氨噴射係統噴入煙道。
1）除鹽水係統用（yòng）汽量分析
該電廠（chǎng）設置了1個10m 3 緩衝除鹽水箱，除鹽水分別從兩（liǎng）台機組除鹽水（shuǐ）母管引至尿素區，兩根除鹽水輸送管道均設置了（le）蒸汽伴熱，此（cǐ）部分伴熱量約0.4t/h，每天使用約0.5h，蒸汽來自機組的輔助蒸汽。
2）尿（niào）素（sù）溶解係統用氣量分析
該電廠設置1隻尿素溶解罐，溶解罐有（yǒu）效容積（jī）為55m 3 ，在溶解罐中，用除鹽水和幹尿（niào）素配置製成50% 的尿素溶液。當尿素溶液溫度過低時，蒸汽加熱（rè）係統啟動提（tí）供製（zhì）備飽和尿（niào）素溶液所需（xū）熱量。經計算溶解時（shí）該係統*大蒸汽耗量為2.0t/h，每天使用1~2h，蒸汽來自機組的輔助蒸汽。
3）尿素（sù）溶液儲存係統用氣量分析
該電（diàn）廠設置了（le）2隻尿素溶液儲（chǔ）罐，每隻有效容積為185m 3 ，兩隻（zhī）儲罐長期儲（chǔ）存尿素溶液，保持溶液（yè）溫度在30~50℃，使用蒸汽進行加熱，控製其溫度。經計算儲存係統升溫時蒸汽耗量為0.7t/h，蒸汽來自機組的輔助蒸汽。
4）尿素水解反應器係統用汽量分析（xī）
該（gāi）電廠設置2台水解器，每（měi）台水解器的容量為2台機組BMCR 工況下全（quán）部供氨量。采取一運一備運行（háng）模式，尿素溶液尿（niào）素水解反應器（qì）內發生化學反應，氣液兩相平（píng）衡體係的壓力為0.4~0.6MPa，溫度為130~160℃。所需要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，冷凝水由疏水（shuǐ）箱回收。當兩台水解反應器全（quán）部滿負荷運行時，此時蒸汽*大耗量為2.8t/h，蒸汽取自機組的再熱蒸汽冷（lěng）段。
5）稀（xī）釋風係統用汽量分（fèn）析
該電廠的稀釋風采用蒸汽冷風的方式（shì），共設置4台風機，流量8 400m 3 /h。經核算每台機組的（de）蒸汽（qì）耗量為1.0t/h，兩（liǎng）台機組稀釋風（fēng）用汽量總計2.0t/h，蒸汽取自（zì）機組的再熱蒸汽冷段。
6）氨氣係統用（yòng）汽量分析
兩台水解（jiě）器出口的氨（ān）氣管道匯合成一根母管，*後輸送至兩台機組（zǔ）的 SCR 區，氨氣管道采用蒸汽伴熱，不同規格的管線總長為390m，蒸（zhēng）汽耗量約為1.0t/h，蒸汽來自機組的輔助蒸汽。
2、脫硝係統中蒸汽流量測量裝置分析
1）輔助蒸汽測量流量計
因除（chú）鹽水伴熱（rè）和溶解（jiě）罐加熱不在同一時間使（shǐ）用，根據設備用（yòng）汽分析（xī）可得出 ：輔汽*端瞬時*大耗量為3.7t/h，正常耗量的平（píng）均值為1.3t/h。輔汽（qì）的*高參數為1.0MPa，270℃，電廠選用江蘇旭輝自動化儀表有限公司生（shēng）產的脫硫煙氣流量計測量輔助蒸汽流量，流量計的量程為5t/h，自帶溫壓補（bǔ）償，滿足測量要求。
根據圖1渦街流量安裝要求示意圖（tú）及廠家的設備（bèi）說明書要求，流量計上遊的直管段長度至少為20D≈1 600mm，下遊的直管段至（zhì）少在5D≈400mm，D=80mm 為管（guǎn）道直徑。圖2為現場安裝圖，流量計上（shàng）遊僅為600mm ＜1 600mm，此流（liú）量計安裝（zhuāng）位置有誤，對測量值有一定的影響，造成（chéng）測（cè）量偏差，需調（diào）整流量計的安裝位置。
通過圖3可以看出（chū），PLC 上輔汽測量用（yòng）的脫硫煙氣流量計的量程（chéng）設置為30t/h，現場（chǎng）設備量程實際為5t/h，兩者嚴（yán）重不符（fú），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（qì）測量流量計
根據設備用汽（qì）分析可得出 ：冷再蒸汽瞬時*大耗（hào）量為4.8t/h。輔汽的*高參數為4.02MPa、330℃，脫硫煙氣流量計廠家與輔助蒸汽流量計一（yī）致，流量（liàng）計的（de）量程為6t/h，自帶溫壓補償，滿足測量（liàng）要求。
根據圖1渦街流（liú）量安裝要（yào）求示意（yì）圖及廠家的設備說明（míng）書要求（qiú），流量計上遊（yóu）的直管段長度至少為20D≈1 300mm，下遊的直管段至少在5D≈325mm，D=65mm 為（wéi）管道直徑。圖4為冷再蒸（zhēng）汽流量計現場安裝圖，流量計上遊僅為950mm＜1600mm，此流（liú）量計安裝位置有（yǒu）誤，對測量值有一定的影響，造成測（cè）量偏差，需調（diào）整流量計（jì）的（de）安裝位置（zhì）。
通過圖3 PLC 流量計監測畫麵可以看（kàn）出，PLC 上輔汽測量用的脫硫煙氣流量計的量程設置為30t/h，現場設（shè）備量程實際為6t/h，兩者嚴重不符，因此測量值4t/h 為（wéi）錯誤值（單台機組運行），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間，電廠提供（gòng）的補水增加量約（yuē）為70t/d，其中脫硝係統的耗水量如圖5。
從圖5可以看出，脫硝係統所使用的冷再（zài）蒸汽和輔助蒸汽換熱後（hòu）全部冷凝為（wéi）疏水，供水解器的蒸汽和部分伴熱加熱的蒸汽回收至脫（tuō）硝係統（tǒng）的疏水箱，部分伴熱蒸汽疏水直接排放至（zhì）機組排水槽，未進行回（huí）收。疏水（shuǐ）箱的水一部分被脫硝係（xì）統利用，另一部（bù）分（fèn）排放至機組800m 3 水箱，未進行回收。下麵結（jié）合耗水量對（duì）蒸汽耗量進行判斷 ：
1）係統（tǒng）溶解尿（niào）素蒸汽用量按設計值為1.3t/h，單台機組每天用量約（yuē）15.0t。此部分水耗量*終噴入煙道（dào）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（yuē）使用10t 左右疏水和5t 左右除鹽（yán）水（shuǐ）。
2）疏水箱中多餘的疏水排（pái）放至800m 3 水（shuǐ）箱，根據現場（chǎng）提供資（zī）料，疏（shū）水箱每天排放一次，排放量約20t，*終未回收，不計入補水中。
3）單台換熱器疏（shū）水1.0t/h，單（dān）台機組每天24t，排至凝汽器疏水（shuǐ）擴容器，*終回（huí）收（shōu），計入補（bǔ）水中。
4）其他管道伴熱（rè）疏水，排放至機組排水槽，*終未（wèi）回收，不計入補水中，約0.2t/h，每（měi）天排（pái）放量4.8t。綜上分析，若單台機（jī）組運行補水量為70t/d，則總蒸汽耗量為70-5+24=89t/d，與設計值相匹配，因此蒸汽耗量為 ：單台換（huàn）熱器蒸汽耗（hào）量（liàng）為24t/d（1t/h），冷再蒸汽（水解器用）耗量為30t/d（1.3t/h），輔助蒸汽（qì）耗量（伴熱（rè））平均為（wéi）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用汽量進行（háng）核算，得出設計值，再對蒸汽流量測量裝置進行檢查，否定了設備選型問題，*終發現了該係統耗量大主要問題在（zài）於流量的實際量（liàng）程和 PLC 係統邏輯裏設置（zhì）的量程不一（yī）致，其次為安裝尺寸不符合廠家要求，兩方麵原（yuán）因導（dǎo）致測量（liàng）為錯誤值，*後對（duì）耗水量進行分（fèn）析，得出了係統的真實耗量。*終此電廠對此進行整改後，測量出實際（jì）耗（hào）量與設計值基本一致。
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1 脫硝（xiāo）係（xì）統中用汽設備耗量分析
此電廠脫硝係統采（cǎi）用尿素水解製氨（ān），脫硝裝置的尿素消耗量全廠2台爐總尿素消耗（hào）量約為1 116kg/h，配（pèi）製尿素溶液時，將儲存於尿素儲存間的袋（dài）裝尿素人工拆包，拆包後的尿素經鬥提機輸送到溶解罐裏。用去離子水經蒸汽加熱將幹尿素溶解成40%~50% 質量濃（nóng）度的尿素溶液，再通（tōng）過尿素溶液混合（hé）泵（bèng）輸送到（dào）尿素溶液儲罐，加熱蒸汽（qì）的疏（shū）水（shuǐ）回收至疏水箱。
尿素溶液儲存罐（guàn）裏的尿素溶液利用蒸汽加熱對其進行保溫，溫度維持在30~50℃。溶液罐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（shuǐ）解產生（shēng）的含氨氣流（liú）經流量調（diào）節模塊分配後（hòu）進入氨空氣混合器被熱的稀釋空（kōng）氣稀釋後，產生濃度小（xiǎo）於5% 的氨氣進入氨氣-煙氣（qì）混合係統，並由氨噴射係統噴入煙道。
1）除鹽水係統用（yòng）汽量分析
該電廠（chǎng）設置了1個10m 3 緩衝除鹽水箱，除鹽水分別從兩（liǎng）台機組除鹽水（shuǐ）母管引至尿素區，兩根除鹽水輸送管道均設置了（le）蒸汽伴熱，此（cǐ）部分伴熱量約0.4t/h，每天使用約0.5h，蒸汽來自機組的輔助蒸汽。
2）尿（niào）素（sù）溶解係統用氣量分析
該電廠設置1隻尿素溶解罐，溶解罐有（yǒu）效容積（jī）為55m 3 ，在溶解罐中，用除鹽水和幹尿（niào）素配置製成50% 的尿素溶液。當尿素溶液溫度過低時，蒸汽加熱（rè）係統啟動提（tí）供製（zhì）備飽和尿（niào）素溶液所需（xū）熱量。經計算溶解時（shí）該係統*大蒸汽耗量為2.0t/h，每天使用1~2h，蒸汽來自機組的輔助蒸汽。
3）尿素（sù）溶液儲存係統用氣量分析
該電（diàn）廠設置了（le）2隻尿素溶液儲（chǔ）罐，每隻有效容積為185m 3 ，兩隻（zhī）儲罐長期儲（chǔ）存尿素溶液，保持溶液（yè）溫度在30~50℃，使用蒸汽進行加熱，控製其溫度。經計算儲存係統升溫時蒸汽耗量為0.7t/h，蒸汽來自機組的輔助蒸汽。
4）尿素水解反應器係統用汽量分析（xī）
該（gāi）電廠設置2台水解器，每（měi）台水解器的容量為2台機組BMCR 工況下全（quán）部供氨量。采取一運一備運行（háng）模式，尿素溶液尿（niào）素水解反應器（qì）內發生化學反應，氣液兩相平（píng）衡體係的壓力為0.4~0.6MPa，溫度為130~160℃。所需要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，冷凝水由疏水（shuǐ）箱回收。當兩台水解反應器全（quán）部滿負荷運行時，此時蒸汽*大耗量為2.8t/h，蒸汽取自機組的再熱蒸汽冷（lěng）段。
5）稀（xī）釋風係統用汽量分（fèn）析
該電廠的稀釋風采用蒸汽冷風的方式（shì），共設置4台風機，流量8 400m 3 /h。經核算每台機組的（de）蒸汽（qì）耗量為1.0t/h，兩（liǎng）台機組稀釋風（fēng）用汽量總計2.0t/h，蒸汽取自（zì）機組的再熱蒸汽冷段。
6）氨氣係統用（yòng）汽量分析
兩台水解（jiě）器出口的氨（ān）氣管道匯合成一根母管，*後輸送至兩台機組（zǔ）的 SCR 區，氨氣管道采用蒸汽伴熱，不同規格的管線總長為390m，蒸（zhēng）汽耗量約為1.0t/h，蒸汽來自機組的輔助蒸汽。
2、脫硝係統中蒸汽流量測量裝置分析
1）輔助蒸汽測量流量計
因除（chú）鹽水伴熱（rè）和溶解（jiě）罐加熱不在同一時間使（shǐ）用，根據設備用（yòng）汽分析（xī）可得出 ：輔汽*端瞬時*大耗量為3.7t/h，正常耗量的平（píng）均值為1.3t/h。輔汽（qì）的*高參數為1.0MPa，270℃，電廠選用江蘇旭輝自動化儀表有限公司生（shēng）產的脫硫煙氣流量計測量輔助蒸汽流量，流量計的量程為5t/h，自帶溫壓補（bǔ）償，滿足測量要求。
根據圖1渦街流量安裝要求示意圖（tú）及廠家的設備（bèi）說明書要求，流量計上遊的直管段長度至少為20D≈1 600mm，下遊的直管段至（zhì）少在5D≈400mm，D=80mm 為管（guǎn）道直徑。圖2為現場安裝圖，流量計上（shàng）遊僅為600mm ＜1 600mm，此流（liú）量計安裝（zhuāng）位置有誤，對測量值有一定的影響，造成（chéng）測（cè）量偏差，需調（diào）整流量計的安裝位置。
通過圖3可以看出（chū），PLC 上輔汽測量用（yòng）的脫硫煙氣流量計的量程（chéng）設置為30t/h，現場（chǎng）設備量程實際為5t/h，兩者嚴（yán）重不符（fú），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（qì）測量流量計
根據設備用汽（qì）分析可得出 ：冷再蒸汽瞬時*大耗（hào）量為4.8t/h。輔汽的*高參數為4.02MPa、330℃，脫硫煙氣流量計廠家與輔助蒸汽流量計一（yī）致，流量（liàng）計的（de）量程為6t/h，自帶溫壓補償，滿足測量（liàng）要求。
根據圖1渦街流（liú）量安裝要（yào）求示意（yì）圖及廠家的設備說明（míng）書要求（qiú），流量計上遊（yóu）的直管段長度至少為20D≈1 300mm，下遊的直管段至少在5D≈325mm，D=65mm 為（wéi）管道直徑。圖4為冷再蒸（zhēng）汽流量計現場安裝圖，流量計上遊僅為950mm＜1600mm，此流（liú）量計安裝位置有（yǒu）誤，對測量值有一定的影響，造成測（cè）量偏差，需調（diào）整流量計（jì）的（de）安裝位置（zhì）。
通過圖3 PLC 流量計監測畫麵可以看（kàn）出，PLC 上輔汽測量用的脫硫煙氣流量計的量程設置為30t/h，現場設（shè）備量程實際為6t/h，兩者嚴重不符，因此測量值4t/h 為（wéi）錯誤值（單台機組運行），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間，電廠提供（gòng）的補水增加量約（yuē）為70t/d，其中脫硝係統的耗水量如圖5。
從圖5可以看出，脫硝係統所使用的冷再（zài）蒸汽和輔助蒸汽換熱後（hòu）全部冷凝為（wéi）疏水，供水解器的蒸汽和部分伴熱加熱的蒸汽回收至脫（tuō）硝係統（tǒng）的疏水箱，部分伴熱蒸汽疏水直接排放至（zhì）機組排水槽，未進行回（huí）收。疏水（shuǐ）箱的水一部分被脫硝係（xì）統利用，另一部（bù）分（fèn）排放至機組800m 3 水箱，未進行回收。下麵結（jié）合耗水量對（duì）蒸汽耗量進行判斷 ：
1）係統（tǒng）溶解尿（niào）素蒸汽用量按設計值為1.3t/h，單台機組每天用量約（yuē）15.0t。此部分水耗量*終噴入煙道（dào）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（yuē）使用10t 左右疏水和5t 左右除鹽（yán）水（shuǐ）。
2）疏水箱中多餘的疏水排（pái）放至800m 3 水（shuǐ）箱，根據現場（chǎng）提供資（zī）料，疏（shū）水箱每天排放一次，排放量約20t，*終未回收，不計入補水中。
3）單台換熱器疏（shū）水1.0t/h，單（dān）台機組每天24t，排至凝汽器疏水（shuǐ）擴容器，*終回（huí）收（shōu），計入補（bǔ）水中。
4）其他管道伴熱（rè）疏水，排放至機組排水槽，*終未（wèi）回收，不計入補水中，約0.2t/h，每（měi）天排（pái）放量4.8t。綜上分析，若單台機（jī）組運行補水量為70t/d，則總蒸汽耗量為70-5+24=89t/d，與設計值相匹配，因此蒸汽耗量為 ：單台換（huàn）熱器蒸汽耗（hào）量（liàng）為24t/d（1t/h），冷再蒸汽（水解器用）耗量為30t/d（1.3t/h），輔助蒸汽（qì）耗量（伴熱（rè））平均為（wéi）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用汽量進行（háng）核算，得出設計值，再對蒸汽流量測量裝置進行檢查，否定了設備選型問題，*終發現了該係統耗量大主要問題在（zài）於流量的實際量（liàng）程和 PLC 係統邏輯裏設置（zhì）的量程不一（yī）致，其次為安裝尺寸不符合廠家要求，兩方麵原（yuán）因導（dǎo）致測量（liàng）為錯誤值，*後對（duì）耗水量進行分（fèn）析，得出了係統的真實耗量。*終此電廠對此進行整改後，測量出實際（jì）耗（hào）量與設計值基本一致。
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