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1、降低1000MW超超临界机组 脱硝运行成本,发布人：刘初明,目前，我国的环保政策越来越严格，“脱硝”已被纳入环保的硬指标。面对日益严格的排放标准，国内电力企业在近年逐渐上马烟气脱硝装置，NOx的脱除工作受到了越来越广泛的重视。 国电谏壁发电厂新建13、14号1000MW超超临界燃煤机组同步设计安装了脱硝装置，采用目前应用最多的选择性催化还原法（SCR）进行烟气脱硝，并先后于2011.05、2012.06与主机一起投入商业运行，但是高昂的运行成本也越来越引起我们的重视和研究。,脱硝流程简介：液氨经过运输、储存、蒸发环节后喷入脱硝装置中，与锅炉烟气中的氮氧化合物反应生成对大气没有多少影响的氮气和水
2、等，从而控制氮氧化合物排放浓度在规定范围内。,制图：邓 华 时间：2012年01月,降低1000WM超超临界机组脱硝运行成本,课题名称,2012年01月,成立时间,国电谏壁发电厂发电部戊一单元QC小组,小组名称,徐亚东,现场型,课题类型,2012.01,10人,注册编号,注册日期,17-2012-01,小组成员,培训时间,52小时/人年,活动时间,2012.1-2012.12,组长,活动次数,12,活动参与率,100%,序号,徐亚东,姓 名,性别,职务,组内分工,1,2,3,4,5,6,7,8,男,单 元 长,组 长,王煜伟,邓 华,张 磊,高红雨,丁 健,顾小星,刘初明,男,男,男,男,男,
3、男,男,主任工程师,专工,全能值班员,全能值班员,全能值班员,全能值班员,全能值班员,技术指导,策划实施,策划实施,实施检验,实施检验,技术指导,实施检验,9,10,王继高,男,男,全能巡检,全能巡检,资料整理、记录,效果检查、记录,硕 士,文化程度,本 科,本 科,本 科,本 科,本 科,本 科,本 科,本 科,大 专,田正寅,厂部要求,存在问题,制表：王继高 时间：2012年01月,脱硝运行成本包括液氨成本、汽水成本、耗电成本、设备维修成本、液氨运输成本、人员工资成本等。如图，#13机组2012年1月份脱硝运行成本分析，其中液氨成本占运行总成本高达93.2%。,制图：高红雨 时间：2012
4、年02月,13号机组脱硝系统自2011年05月投运以来，我们建立了详细的运行台账。我们的数据来自DCS控制系统中的DAS系统（即数据实时采集系统），为了减少数据计算环节的系统误差和随机误差，我们首先计算8小时的均值（即每个班次的均值），然后计算每日均值，最后统计出月度均值。如下表:,制表：高红雨 时间：2012年02月,由上表可知： 1）我们日均耗氨量为5.61吨，液氨成本5.611.013600=20398（元/天） ; 计算公式说明：生产1kg氨气所需原料液氨量为1.01kg，2012年03月还原剂市场液氨价格为3600元/吨。2）日均SCR入口NOx浓度为379mg/Nm3，虽然满足设计
5、浓度（400mg/Nm3），但是也时常压红线运行。 3) 我们调查咨询了同类型兄弟电厂的日均耗氨量：浙江北仑发电厂3.9吨/天，国电泰州发电厂3.4吨/天，国华宁海电厂3.6吨/天。,我们的日均耗氨量和耗氨成本惊人！,（一）目标值确定,根据现状调查，并结合本机组设备条件，我们QC小组决定取兄弟电厂日均耗氨量的均值3.5吨作为我们的设定目标。,制图：高红雨 时间：2012年02月,（二）可行性论证,根据现状调查的情况，小组全体成员召开了原因分析会，从人、机、料、法四个方面对造成SCR日均耗氨量大的因素进行了综合、全面的分析。同时，大家集思广益，在分析的基础上绘制了鱼刺图。如下图所示：,制图：顾小
6、星 时间：2012年02月,针对这8个末端因素制定了要因确认的计划表,1、要因确认的计划表2012年3月，QC全体小组成员召开要因分析会，针对这8个末端因素，制定了要因确认的计划表：,制表：田正寅 时间：2012年03月,2、要因确认,确认（1）：人员组合不当经分析研究，各班组间人员搭配基本合理，以下三个条件均能满足：有经验的老职工与新职工之间能合理搭配业务水平相对较高者与业务水平相对较低者能合理搭配各班组待岗人员业务水平程度与该班组培训需求基本相符合因此，各班组间的人员业务水平能基本平衡，不存在参差不齐的现象，所以该条非主因。,确认（2）：绩效考核制度不严经查证，生产现场有较为明确、合理的节
7、能奖惩制度，各规则举例如下表：在合理的奖惩制度下，生产人员节能意识普遍得到了提高，所以该条非主因。,确认（3）：脱硝系统不严密经查看DCS脱硝系统画面氨泄漏数据显示曲线，并与现场实际相结合，在氨泄漏数据有显示时，至现场检查发现确有氨气泄漏，经联系检修处理后，DCS脱硝系统画面氨泄漏数据消失。可以确认该条不是主要因素，只要平时加强对DCS中氨泄漏数据监视即可。,确认（4）：阀门线性控制差经对比DCS画面中喷氨调节阀开度与喷氨量的线性关系，发现调节阀开度变化与喷氨量大小基本同步变化，且经过对阀门限位调整，已经能够在SCR入口NOx浓度高的情况下喷氨量满足要求，所以该条非主因。,确认（5）：SCR入
8、口NOx高 我们小组成员调取了“我厂#13机组脱硝运行情况月度分析表（2011年06月2011年12月），如右图所示：,确认（6）：催化剂活性下降 由右图可见，催化剂的活性随着运行时间的增加而降低，其脱硝效率下降，为维持相同的脱硝效率，势必大幅增加喷氨量。只要我们努力提高脱硝运行维护水平、对症下药，完全可以减缓催化剂寿命损耗，从而大大降低脱硝运行成本。 此外，催化剂设计寿命一般为1600024000小时，一旦失效后需更换！以1000MW机组为例：单层催化剂的购置成本约2400万元，日折旧成本高达2.6万元。,确认（7）：控制逻辑未优化在查找脱硝系统相关的控制逻辑，并与现场实际运行相结合，大家发
9、现经过几次修改后脱硝系统的控制逻辑贴合现场运行需要，满足环保需求。因此该条非主因。,确认（8）：负荷波动大 在日常机组变负荷时，及时采取相关调整手段，完全可以将SCR入口NOx浓度控制在一定范围内，因此，该条可确定为非主因。,1、SCR入口NOx浓度高,2、催化剂活性下降,小组确定了要因，具体体现下列两个方面：,制定对策措施计划表根据以上分析，QC小组成员积极讨论，并制定对策措施计划表：,对策实施一：,在同一负荷在分别调整一、二次风配比、以达到降低SCR入口NOx浓度减少喷氨量的目的。,在燃烧工况允许的情况下，适当关小各层燃烧器煤、油辅助风门的开度，开大SOFA风门的开度，其他影响因素保持不变
10、，观察SCR入口NOx浓度变化。如下图：,顾小星 丁 健 王继高,制表：王继高 时间：2012年04月, 效果检查 SCR入口NOx浓度由255 182mg/Nm3，喷氨量由149 93kg/h。由此实验可以证明：合理调整二次风配比，在主燃烧区形成还原性氛围，可以明显降低SCR入口NOx浓度。,调整后,调整前,对策实施一：,在同一负荷下改变磨煤机运行方式，以达到降低SCR入口NOx浓度减少喷氨量的目的。,在燃烧工况允许的情况下，分别调整磨煤机运行方式，其他影响因素保持不变，观察SCR入口NOx浓度变化。如下表：,顾小星 丁 健 王继高,制表：刘初明 时间：2012年04月, 效果检查 由上述实
11、验可以看出：在相同的负荷下，不同磨煤机的运行方式（如上层磨和下层磨运行），火焰中心位置改变即炉内还原性氛围的位置改变，炉内一次脱硝效果不同，SCR入口NOx浓度也不同，从而可以降低喷氨量。,对策实施一：,改变燃烧器摆角,在燃烧工况允许的情况下，分别调整燃烧器摆动角度（5075%），其他影响因素保持不变，观察SCR入口NOx浓度变化。如下表：,顾小星 丁 健 王继高, 效果检查 如图，燃烧器下摆动相当于炉内火焰中心下移，同样有利于降低SCR入口NOx浓度。 总之，通过上述三个实验过程可以看出：调整二次风配比、燃烧器摆角和磨煤机运行方式，均可以明显提高炉内一次脱硝效率，大大降低SCR入口NOx浓度
12、，降低喷氨量。,制表：刘初明 时间：2012年05月,对策实施二：,严格控制入炉煤质中的硫份和SCR入口烟温、加强声波吹灰,严格控制入炉煤质中的硫份， SCR入口烟气温度320400，并加强声波和吹灰器定期校验以及脱硝系统参数分析，发现问题及时联系处理。利用#13机组调停机会，提取脱硝系统催化剂样本，送至厂家分析，得出催化剂实际活性值，统计如下表：,高红雨 刘初明 田正寅, 效果检查 如图所示： 通过大家对脱硝系统的日常精心运行维护，催化剂实际活性下降速度得到一定的控制，比论理活性高2.9%，脱硝效率提高，间接节约喷氨量7.8%。同时，催化剂的实际使用寿命也延长了约1512小时。,制图：刘初明 时间：2012年06月,单位：吨,制图：刘初明 时间：2012年07月,一、经济效益,三、社会效益,二、附加经济效益,四、无形效益,自我评价表：,制表：顾小星 时间：2012年12月,由图可见，我们各方面都取得了长足的进步，尤其是团队精神得到了加强，组员的个人能力得到了提高，但进步是没有极限的，我们以后会更加努力。,制表：王继高 时间：2012年12月,谢谢各位专家评委!请多多指教!,
