[发明专利]一种SCR脱硝装置的性能监测及控制方法

说明书

本发明涉及一种SCR脱硝装置的性能监测及控制方法，包括如下步骤：实时测量包括烟气流量、喷氨量、脱硝出口和各层催化剂入口一氧化氮含量；实时计算各层催化剂脱硝效率和入口氨氮摩尔比，计算各层催化剂的活性；确定低负荷和额定负荷运行时催化剂性能判断指标；计算第一层催化剂的相对活性，根据相对活性临界阈值判断低负荷运行时催化剂的性能并采取措施，计算各层催化剂的累计相对活性，根据累计相对活性设计指标判断额定负荷运行时催化剂的性能并采取措施。本发明可防止过早开启调温旁路影响锅炉效率，提升了对各层催化剂寿命的管理，防止了催化剂活性大幅衰减后仍继续工作导致催化剂不可逆失活的情况，提高了对各层催化剂性能衰减特性的监控。

技术领域

本发明属于燃煤锅炉技术领域，具体涉及一种SCR脱硝装置的性能监测及控制方法。

背景技术

SCR脱硝技术是我国燃煤电站锅炉脱除烟气中氮氧化物的主要方式。SCR脱硝的原理是向烟道内喷入一定量的氨气，在一定温度300～400℃及催化剂的作用下，氨气与烟气中的氮氧化物发生还原反应，氮氧化物被还原成氮气，从而实现氮氧化物的脱除。催化剂是SCR脱硝系统的核心，一旦催化剂出现堵塞、中毒、玷污等情况，会导致氮氧化物脱除效果下降，严重时会导致氮氧化物排放超标，氨逃逸量过大，引起环保危害及机组运行安全隐患。此外，催化剂也是SCR脱硝装置中造价较高的部件之一，可占SCR脱硝投入成本的40％以上，如何延长催化剂使用寿命，或再生催化剂成为电厂关注的焦点。

当前，对于SCR脱硝装置性能的监测，仅在进出口烟道布置氮氧化物监测点，无法获得不同层催化剂性能状况，不利于对催化剂性能进行评估，也无法根据实际运行情况采取相应措施进行控制。由于各层催化剂缺少监测控制系统，无论是对深度调峰脱硝低负荷运行或者正常负荷催化剂性能监控都会产生影响。

低负荷运行是指实际烟温低于最低连续运行烟温(MOT)的状态运行，在低负荷运行时，容易造成如下问题：不能充分利用催化剂低温特性，过早开启调温旁路，影响锅炉效率，煤耗增加，如果采用三氧化硫脱除方案，则吸收剂耗量过早投入，物耗成本增加；超过催化剂低温可允许投运时间，催化剂活性大幅度衰减，造成催化剂不可逆失活。

正常负荷运行时无法掌握各层催化剂性能衰减特性，不利于开展催化剂寿命管理研究，对催化剂更换缺少依据，且无法根据运行状况，及时采取措施，如有针对性的对某层催化剂进行蒸汽吹灰操作等。

发明内容

本发明的目的是提供一种SCR脱硝装置的性能监测及控制方法，用于解决无法实施监测和控制催化剂性能的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种SCR脱硝装置的性能监测及控制方法，包括如下步骤：

S1：实时测量包括烟气流量Q、喷氨量NH₃、脱硝出口的一氧化氮含量NO_out、各层催化剂入口的一氧化氮含量NO_i；

S2：根据S1中的测量数据，实时计算各层催化剂入口的氨氮摩尔比MR_i,t、各层催化剂的脱硝效率η_i,t，根据各层催化剂入口的氨氮摩尔比MR_i,t、各层催化剂的脱硝效率η_i,t，实时计算各层催化剂的活性K_i,t；

S3：确定催化剂的性能判断指标，包括：

(1)、处于低负荷运行状态时，即实际烟温低于最低连续运行烟温时，催化剂的性能判断指标为第一层催化剂相对活性的临界阈值K，

(2)、处于额定负荷运行状态时，催化剂的性能判断指标为催化剂累计相对活性设计指标k_s；

S4：对催化剂性能进行判断并采取措施，包括：