四平热电公司烟气脱硝自动控制系统

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1、四平热电公司烟气脱硝自动控制保护系统的探索及应用杨洪梅1王强2薛辉2赵彦春21.中电投吉电股份公司，吉林长春130021；2.吉电股份四平热电分公司，吉林四平136001摘要：介绍了中电投吉电股份四平热电分公司二期1X350MW机组烟气脱硝系统的基本工艺，并对脱硝自动控制及保护系统的方式、方法、常见故障及解决措施进行了论述。解决了脱硝控制、保护系统实际运行中出现的一些问题，较好地满足了脱硝系统运行要求，取得了一定的成果，初步实现了脱销系统从氨气制备到SCR反应器的主要部位的自动化控制，节约了能源消耗，减轻了操作人员的劳动强度。关键词：四平热电；脱销；SCR；自动控制、保护；故障

2、处理四平热电公司二期350MW机组的烟气脱硝采用SCR，以氨（NH3）作为还原剂将烟道中的ＮＯX分解为无害的N2和H2O，为干法脱硝。烟气脱硝装置主要由氮氧化物脱除剂制备系统和SCR反应器组成。通过向反应器内喷入NH3，将ＮＯX还原为氮气。此还原反应对温度较为敏感，故还需加入催化剂增强反应活性，以满足反应的温度要求。液氨喷淋完成经化学反应稳定还需一个过程，测量ＮＯX浓度存在延迟，因此脱硝控制为大延迟控制对象。1脱硝系统原理1.1液氨制备区工艺我厂SCR脱销装置采用的还原剂为液氨（纯度99.5%），设计有两套制氨系统（一套备用），主要设备有卸氨压缩机、液氨储存罐、液氨输送泵、液氨

3、蒸发器、液氨缓冲罐、废水泵、废水池等设备。图一液氨储存及蒸发系统蒸发器采用加热功率：120kW，蒸发能力：280kg/h的电加热器进行加热，液态氨进入蒸发器受热蒸发到50℃后经缓冲罐送入锅炉SCR脱销装置；氨气紧急排放系统将氨气经水吸收排入废水池内，由废水池送至废水处理厂。经过启、停废水泵来控制废水池液位。1.2SCR脱硝反应器装置原理脱硝装置的烟道及反应器位于锅炉省煤器后空预器前，氨喷射格栅放置在SCR反应器上游的位置。烟气在锅炉出口处被平均分成两路，每路烟气并行进入一个垂直布置的SCR反应器里，即每台炉配有两个反应器，在反应器里烟气自下流过均流板、催化剂层，随后进入回转式空

4、气预热器、静电除尘器、引风机和FGD，最后通过烟囱排入大气。图二SCR脱硝反应器系统图主要的化学反应方程式如下：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(1)6ＮＯ2+8NH3→7N2+12H2O(2)烟气中的ＮＯX主要由NO和ＮＯ2组成，其中NO约占ＮＯX总量的95%，ＮＯ2约占总量的5%，因此，化学反应方程式（1）被认为是脱硝反应的主要反应方程式，它的反应特征如下：（1）NH3和NO的反应摩尔比接近为1；（2）脱硝反应中需要Ｏ2参与反应；（3）典型的反应温度为300~400℃。2液氨制备区主要保护及自动调节系统2.1液氨制备区自动调节系统我厂液氨制备区主要设有液氨蒸发器压力

5、自动调节、液氨蒸发器温度自动调节两套自动调节系统。2.1.1液氨蒸发器压力自动调节系统液氨蒸发器压力调节系统为单回路调节系统，通过调整液氨蒸发器进口调节阀开度将蒸发器出口压力控制在设定的范围内，并设有自动、手动切换功能。当蒸发器出口压力高于0.5MPa时关闭液氨蒸发器进口阀和进口调节阀。图二液氨蒸发器压力调节2.1.2液氨蒸发器温度调节系统液氨蒸发器温度调节系统为单回路调节系统，通过控制电加热器的启停将液氨蒸发器出口温度控制在设定的范围内。设有液氨蒸发器保护，当蒸发器内温度达到90℃时联跳液氨蒸发器电热器。图三液氨蒸发器温度调节在实际投入运行后，多次出现液氨蒸发器温度瞬间失灵（

6、-100℃），PLC的AI、DO模块死机，造成电加热器无法远控停运，温度持续升高，最后不得不拉开电热器电源。对此问题，我厂组织经过多次研究实验，发现是由于液氨蒸发器温控仪安装在就地蒸发器电气配电箱内，受AC380V强电干扰较大，使PLC模块的强电干扰保护动作死机。解决办法：将温控仪移位，远离强电干扰；并在信号进入PLC前加装隔离栅。2.2液氨制备区保护系统2.2.1液氨卧式储存罐保护系统由于液氨属有毒物质，且液氨的熔点为-70℃，常压下沸点为-33.4℃，且随着压力的升高沸点升高；因此我厂液氨储存罐采用了压力、温度双重保护，当储存罐压力高于1.5MPa(三取二)或储存罐温度高于

7、39℃时启动喷淋系统冷却水进口阀来降低储存罐内的压力温度。因为当夜氨蒸气和空气的比例在16%~25%之间时有爆炸的危险，所以我厂在液氨制备区装有氨气漏泄检测仪，当氨气漏泄率达到25ppm时，启动淋系统冷却水进口阀利用氨气易被水吸收的特性来稀释罐内氨气。储存罐温度储存罐区漏泄率储存罐压力1储存罐压力1储存罐压力1三取中喷淋系统冷却水进口阀图五液氨罐保护框图2.1.3卸氨压缩机保护系统当压缩机组几口压力大于1.4MPa，压缩机组出口压力大于2MPa，压缩机组出口温度大于100℃，以上三个条件有一