1000MW机组脱硝系统长周期运行管理

,CompanyLOGO,1000MW机组脱硝系统长周期运行管理,2,提纲,3,金陵电厂脱硝系统长周期运行管理,一、金陵电厂概况金陵电厂装有21003MW超超临界燃煤发电机组，三大主设备供货商分别为哈-上-上，即锅炉、汽轮机、发电机分别由哈尔滨锅炉厂有限责任公司、上海电气集团股份有限公司和上海电气集团股份有限公司制造。锅炉为超超临界参数、变压直流炉、双切圆燃烧方式、固态排渣、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、全钢构架、全悬吊型锅炉结构（空预器拉出方式布置脱硝装置）HG-3100/27.46-YM3型。汽机为超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式、八级回热抽汽；N1030-26.25/600/600型。发电机为水-氢-氢冷却、无刷励磁，THDF125/67型。脱硝系统是由哈尔滨锅炉厂设计制造，采取选择性催化还原（SCR）工艺，SCR反应器采用高灰型工艺布置。,金陵电厂脱硝系统运行情况,4,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,二、金陵电厂烟气脱硝系统简介1、设计结构及特点：脱硝系统不设置烟气旁路系统。空预器采用拉出布置方式，脱硝装置布置在空预器上方的炉后烟道框架内。装置服务寿命为30年，设计脱硝效率为80%SCR反应器尺寸为19.24012.93510.000m，烟气竖直向下流动，反应器入口设气流均布装置，反应器入口及出口段设导流板，对于反应器内部易于磨损的部位设有必要的防磨措施。SCR脱硝装置能够在烟气粉尘和NOx排放浓度为最小值和最大值之间任何点运行。反应器运行温度300450C，烟气阻力为360Pa。氨喷射系统喷嘴数量为2560个/台炉，保证氨气和烟气混合均匀，喷射系统设置流量调节阀，能根据烟气不同的工况进行调节。,金陵电厂脱硝系统运行情况,5,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,二、金陵电厂烟气脱硝系统简介2、催化剂催化剂采用蜂窝式，节距不小于7.6mm，壁厚不小于0.9mm。催化剂基材为TiO2；活性物质为V2O5+WO3，活性温度范围300450C。催化剂布置采用“21”模式（1备用层）；单台炉反应器中催化剂体积不小于628m3。脱硝催化剂由奥地利CERAM公司制造供货。催化剂模块设计有效防止烟气短路的密封系统，密封装置的寿命不低于催化剂的寿命。催化剂各层模块一般规格统一、具有互换性，也可以减少更换催化剂的时间。催化剂模块采用钢结构框架，并便于运输、安装、起吊。每层催化剂(包括备用层)均设置耙式蒸汽吹灰器。脱硝催化剂化学寿命为16000小时。,金陵电厂脱硝系统运行情况,6,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,二、金陵电厂烟气脱硝系统简介2、流场设计由丹麦Force公司的CFD数值模拟与物理模型试验，确定SCR系统（锅炉省煤器出口与空预器入口）范围内的烟道布置、喷氨格栅位置、导流板与整流器的布置处于最优化，获得SCR入口均匀的烟气流场（NH3/NO、温度、速度、入射角度）、系统最小阻力且不发生积灰的条件。从省煤器出口经过SCR反应器到空气预热器的入口，建立了一个三维立体透明的物理简化SCR系统流场模型，流动模型比例为1/15。模型中包括氨喷射栅格、催化剂层、调节风门、肋板和均衡烟气流动的气流修正装置(导流板等)。喷氨栅格模拟为控制每根喷管上的每股气流。催化剂层通过产生一个与实际运行值相当的压力损失进行模拟。BMCR工况下设计要求：喷氨栅格上游烟气速度的最大标准偏差：平均值的15%；在上层催化剂(预留的或者初始的催化剂)入口的烟气流速的最大标准偏差：平均值的15%；在上层催化剂(预留的或者初始的催化剂)入口NH3/NOx摩尔比的的最大标准偏差：平均值的10%；上层催化剂（预留的或者初始的催化剂)入口烟气进入最大偏差角度：+/-10degree。NH3/NOx摩尔比绝对偏差5,金陵电厂脱硝系统运行情况,7,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,三、脱硝系统运行情况1、运行概况排放指标情况：#1、2机组脱硝系统分别已运行近7、6年左右。2014年10月、2015年3月两台机组分别完成了低氮燃烧器改造。低氮改造前后SCR进口浓度约330、200mg/m3，出口浓度约80、40mg/m3，脱硝效率约80%，氨逃逸符合要求。投产以来脱硝装置一直保持着良好的运行状态，系统投运率在99.9%以上。NOX浓度优于国家规定的排放标准（超净排放改造后也由于超净排放标准）。,金陵电厂脱硝系统运行情况,8,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,三、脱硝系统运行情况2、排放指标及存在问题排放指标情况：#1、2机组脱硝系统分别已运行近7、6年左右。烟气连续监测数据显示，低氮改造前后SCR进口浓度约330、200mg/m3，出口浓度约80、40mg/m3，脱硝效率约80%，氨逃逸符合要求。CEMS生产厂家为雪迪龙，分析仪为西门子产，每周定期对CEMS各参数标定一次。氨逃逸率测不准。,金陵电厂脱硝系统运行情况,9,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,三、脱硝系统运行情况2、运行截图（低氮燃烧器改造前）,金陵电厂脱硝系统运行情况,10,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,三、脱硝系统运行情况2、运行截图（低氮燃烧器改造后）,金陵电厂脱硝系统运行情况,11,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,三、脱硝系统运行情况2、运行曲线（低氮燃烧器改造前）,金陵电厂脱硝系统运行情况,12,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,三、脱硝系统运行情况2、运行曲线（低氮燃烧器改造后）,金陵电厂脱硝系统运行情况,13,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,三、脱硝系统运行情况2、运行曲线（低氮燃烧器改造前）,金陵电厂脱硝系统运行情况,14,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,三、脱硝系统运行情况2、运行曲线（低氮燃烧器改造后）,金陵电厂脱硝系统运行情况,15,提纲,16,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,一、脱硝催化剂规范,脱硝催化剂运行维护,17,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,二、脱硝催化剂性能,脱硝催化剂运行维护,截至2016年7月20日，#1、2机组SCR催化剂安装后已分别经过48768、40488小时，已远远超过催化剂厂家化学寿命保证期。CERAM要求：“催化剂活性测试：每年至少取1条测试元件在实验室微反应器中，初始运行年度后从第一活性层取1条元件测试，之后每个运行年度也需要从下面每一层取至少1条元件。”金陵电厂#1、2机组自2013年始每年均抽取测试块进行性能检测。2016年1月#2机组催化剂检测结果如下：（1）在设计条件和入口NOx浓度为300mg/m3下，两层在役催化剂脱硝效率为80.1%时，出口NOx浓度为59.6mg/m3，氨逃逸为3.0L/L。(2)在设计条件和入口NOx浓度为220mg/m3下，两层在役催化剂脱硝效率为80.4%时，出口NOx浓度为43.8mg/m3，氨逃逸为2.6L/L。(3)在设计参数和MR=1.0的测试条件下，第一层催化剂的活性为23.4m/h，第二层催化剂的活性为25.8m/h。(4)在设计条件下，两层在役催化剂的SO2/SO3转化率为0.53%。(5)在设计条件下，第一层在役催化剂的阻力为160Pa，第二层在役催化剂的阻力为140Pa，两层的总阻力为300Pa。(6)综合检测结果，两层在役催化剂在设计工况下已经达到化学寿命末期，无法满足脱硝效率大于80%且氨逃逸不大于3L/L的性能要求。在入口NOx浓度在220mg/m3下，若要长期满足出口小于50mg/m3且氨逃逸小于3L/L的NOx超低减排要求，需要进行催化剂加装或者再生处理。,18,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,三、脱硝催化剂检查情况,脱硝催化剂运行维护,（1）催化剂层积灰及磨损情况下图#1机组2016年5月，#2机组2015年4月期间机组检修时拍摄的反应器内部催化剂破损情况现场图片。催化剂模块的迎风面明显的积灰现象。,19,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,三、脱硝催化剂检查情况,脱硝催化剂运行维护,（2）取样催化剂单元体外观情况下图为催化剂单元体的外观状况。从图中可以发现，取样单元体迎风面存在一定程度的孔道堵塞现象，整个截面方向约有15-20个孔道堵塞现象。,20,提纲,21,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,一、空预器设备概况,空气预热器运行情况,锅炉配有两台半模式、双密封、三分仓空气预热器，立式布置，烟气与空气以逆流方式换热。预热器型号为34-VI（T）-2050-SMR，转子直径为16422，传热元件总高度为2050mm，高度为1100mm，采用0.5mm厚的钢板；高度为950mm，采用0.8mm厚的钢板镀搪瓷，热段和冷段传热原件均采用类似DU3的板型。转子转向为逆转，即先加热二次风再加热一次风。空气预热器为36隔仓，采用双径向、双轴向和环向密封系统，配有漏风自动控制系统。,22,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,一、空预器设备概况,空气预热器运行情况,运行截图,23,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,二、空预器运行情况：,空气预热器运行情况,投产以来，#1、2机组空预器运行良好，两台炉空预器压差始终保持在1.2kPa以内。历次检修中空预器内部检查均没有明显的沉积物，上下通透。历次检修空预器传热元件进行了抽仓检查中间部位未发现沉积物，较为干净。热端传热元件底部及上部较为干净，用手电进行通光试验，透光率较好。每次检修中解体检查时，冷端搪瓷部分有约300mm的沉积物。,24,提纲,25,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,一、加强停炉检修期间的脱硝反应器内部维护,今后打算及思考,1.严格进行整个催化剂框架和反应器内目视检查2.严格进行催化剂框架变形和催化剂损失检查3.对密封片和催化剂元件上的灰分堆积和堵塞检查，并进行清理4.流场校正设备的灰分堆积和损害检查，包括SCR系统中AIG、LPA大颗粒飞灰捕集设备、挡板、灰斗、催化剂吹扫设备和烟道。及时进行清理。5.对催化剂密封和焊接变形损坏检查。6.清理吹扫催化剂积灰，包括去除灰分、脱落的保温材料、大颗粒灰、锈片等避免磨损和腐蚀。7.做好来煤硫分的控制。,26,金陵电厂SCR脱硝系统催化剂管理,二、加强运行维护,今后打算及思考,1.定期进行（CERAM厂家推荐每6个月）测量烟气中氨逃逸。2.定期进行SCR系统仪