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1、(10)申请公布号 CN 103034208 A(43)申请公布日 2013.04.10CN103034208A*CN103034208A*(21)申请号 201210546387.1(22)申请日 2012.12.17G05B 19/418(2006.01)B01D 53/56(2006.01)B01D 53/79(2006.01)B01D 53/90(2006.01)(71)申请人江苏方天电力技术有限公司地址 211102 江苏省南京市江宁区苏源大道58号苏源大厦申请人江苏省电力公司国家电网公司(72)发明人张斌 王红星 李澄 李新家张友卫 王林 王明 陈华桂(74)专利代理机构南京纵横知。
2、识产权代理有限公司 32224代理人董建林 许婉静(54) 发明名称燃煤发电机组脱硝电价监控方法(57) 摘要本发明公开了一种燃煤发电机组脱硝电价监控方法,包括以下步骤:1)计算脱硝装置投运率,脱硝装置投运率为考核期范围内,烟气脱硝设施投运时间除以考核期时间的百分比,所述考核期为发电机组启动后出力达到额定出力的50开始到机组解列前出力降到额定出力的50为止的时间段,烟气脱硝设施投运时间为脱硝系统启动时间与停运时间的差;2)计算脱硝电价:M=TPe(1-e)a。本发明有效防止了发电企业享受脱硝电价的同时并未投运脱硝设施的现象发生。(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书14页 附图2页(19。
3、)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 14 页 附图 2 页1/2页21.一种燃煤发电机组脱硝电价监控方法,其特征在于,包括以下步骤:1)计算脱硝装置投运率:脱硝装置投运率为考核期范围内,烟气脱硝设施投运时间除以考核期时间的百分比,所述考核期为发电机组启动后出力达到额定出力的50开始到机组解列前出力降到额定出力的50为止的时间段,烟气脱硝设施投运时间为脱硝系统启动时间与停运时间的差,脱硝系统启动时间的判断标准为:11)对于SCR(Select Catalytic Reduction,选择性催化还原法)方式:以液氨作为还原剂时,同时满足下列条件:烟囱入口N。
4、Ox浓度小时均值100mg/m3;任一稀释风机电流小时均值阀值下限;任一侧喷氨流量小时均值阀值下限;机组脱硝效率小时均值50%;尿素热解工艺时,同时满足下列条件:烟囱入口NOx浓度小时均值100mg/m3;尿素热解电加热器运行电流小时均值额定值的40%;尿素循环泵电机电流小时均值阀值下限;机组脱硝效率小时均值50%;12)对于SNCR(Select Non-catalytic Reduction,选择性非催化还原法)方式,同时满足下列条件:烟囱入口NOx浓度小时均值设计值;任一稀释水泵运行信号=1;任一区域尿素流量小时均值阀值下限;13)对于循环流化床锅炉,同时满足下列条件:加装烟气脱硝装置;。
5、烟囱入口NOx浓度小时均值200mg/m3;脱硝系统停运信号判断标准为:对于SCR方式:液氨作为还原剂时,满足下列条件之一:烟囱入口NOx浓度小时均值100mg/m3;所有稀释风机电流小时均值阀值下限;两侧喷氨流量小时均值阀值下限;机组脱硝效率小时均值50%;尿素热解工艺,满足下列条件之一:烟囱入口NOx浓度小时均值100mg/m3;尿素热解电加热器运行电流小时均值额定的40%;尿素循环泵电机电流小时均值阀值下限;机组脱硝效率小时均值50%;以SNCR方式时,满足下列条件之一:烟囱入口NOx浓度小时均值设计值;所有稀释水泵运行信号=0;所有区域尿素流量小时均值阀值下限;权 利 要 求 书CN 。
6、103034208 A2/2页3对于循环流化床锅炉:加装烟气脱硝装置且烟囱入口氮氧化物浓度小时均值200mg/m3;2)计算脱硝电价:M=TPe(1-e)a其中:M为补贴电价;T为脱硝装置投运率;Pe为考核电量;e为厂用电率;a为单位电量补贴费用。2.根据权利要求1所述的燃煤发电机组脱硝电价监控方法,其特征在于,计算脱硝效率的步骤包括:对于SCR方式:取脱硝装置进口和出口烟气分析系统测量折算后的NOx浓度,其中NOx为折算到6%O2下的浓度,NOx实测、O2实测分别为实测NOx浓度、O2浓度;则脱硝效率为:其中NOx进口、NOx出口分别为脱硝装置进、出口的NOx折算浓度;对于SNCR方式,不考。
7、核脱硝效率。3.根据权利要求1所述的燃煤发电机组脱硝电价监控方法,其特征在于:所有烟气流速作加权平均时都要转换成标态下流速,其中:V为实测烟气流速,V0为标态下流速;P为实测烟气静压;t为实测烟气温度;X为实测烟气湿度。权 利 要 求 书CN 103034208 A1/14页4燃煤发电机组脱硝电价监控方法技术领域0001 本发明涉及一种燃煤发电机组脱硝电价监控方法,实现对燃煤机组脱硝设施运行的有效管理,属于电力系统自动控制技术领域。背景技术0002 烟气脱硝是控制电厂氮氧化物排放的有效措施之一,目前,大型燃煤电厂均要求安装脱硝装置,且必须安装CEMS,对脱硝前后烟气NOx等污染物进行监测。由于。
8、目前尚未实现对脱硝装置运行的实时监控,导致出现部分发电企业即使安装了脱硝装置也未必投运的现象发生,对有效控制氮氧化物没有起到应有作用。0003 目前,国内见有对脱硝电价的研究,但均局限于对发电企业投运脱硝设施造成发电成本增加的研究,并未涉及到在脱硝电价的基础上,对发电企业进行脱硝电价考核,本模型基于开发完成的燃煤机组烟气脱硝实时监控及信息管理系统,以烟囱入口氮氧化物浓度、脱硝进出口氮氧化物浓度、风机/泵电流、还原剂流量等监测参数为分析因子,对脱硝系统投运率、脱硝效率、排放浓度等指标进行统计与分析,建立了完善的脱硝电价考核模型,为相关政府部门实施监管提供了切实可行的技术措施,有效防止了发电企业享。
9、受脱硝电价的同时并未投运脱硝设施的现象发生。发明内容0004 本发明所要解决的技术问题是为脱硝电价的实施制定合理的、切实可行的监控方法,防止发电企业在享受脱硝电价的同时并未投运脱硝设施的现象发生,为实施监督管理提供技术支撑。0005 为解决上述技术问题,本发明提供一种燃煤发电机组脱硝电价监控方法,其特征在于,包括以下步骤:0006 1)计算脱硝装置投运率:脱硝装置投运率为考核期范围内,烟气脱硝设施投运时间除以考核期时间的百分比,所述考核期为发电机组启动后出力达到额定出力的50开始到机组解列前出力降到额定的50为止的时间段,烟气脱硝设施投运时间为脱硝系统启动时间与停运时间的差,0007 脱硝系统。
10、启动时间的判断标准为:0008 11)对于SCR(Select Catalytic Reduction,选择性催化还原法)方式:0009 以液氨作为还原剂时,同时满足下列条件:0010 烟囱入口NOx浓度小时均值100mg/m3;0011 任一稀释风机电流小时均值阀值下限(下限为5A);0012 任一侧喷氨流量小时均值阀值下限(下限为5kg/h(7.1m3/h);0013 机组脱硝效率小时均值(双侧脱硝装置的取两侧平均值)50%;0014 尿素热解工艺时,同时满足下列条件:0015 烟囱入口NOx浓度小时均值100mg/m3;说 明 书CN 103034208 A2/14页50016 尿素热解。
11、电加热器运行电流小时均值额定的40%;0017 尿素循环泵电机电流小时均值阀值下限(下限为5A);0018 机组脱硝效率小时均值(双侧脱硝装置的取两侧平均值)50%;0019 12)对于SNCR(Select Non-catalytic Reduction,选择性非催化还原法)方式,同时满足下列条件:0020 烟囱入口NOx浓度小时均值设计值;0021 任一稀释水泵运行信号=1;0022 任一区域尿素流量小时均值阀值下限(下限为5kg/h(0.01m3/h);0023 13)对于循环流化床锅炉,同时满足下列条件:0024 加装烟气脱硝装置;0025 烟囱入口NOx浓度小时均值200mg/m3;。
12、0026 脱硝系统停运信号判断标准为:0027 对于SCR(Select Catalytic Reducti on,选择性催化还原法)方式:0028 液氨作为还原剂时,满足下列条件之一:0029 烟囱入口NOx浓度小时均值100mg/m3;0030 所有稀释风机电流小时均值阀值下限(下限为5A);0031 两侧喷氨流量小时均值阀值下限(下限为5kg/h(7.1m3/h);0032 机组脱硝效率小时均值(双侧脱硝装置的取两侧平均值)50%;0033 尿素热解工艺,满足下列条件之一:0034 烟囱入口NOx浓度小时均值100mg/m3;0035 尿素热解电加热器运行电流小时均值额定的40%;003。
13、6 尿素循环泵电机电流小时均值阀值下限(下限为5A);0037 机组脱硝效率小时均值(双侧脱硝装置的取两侧平均值)50%;0038 以SNCR(Select Non-catalytic Reduction,选择性非催化还原法)方式时,满足下列条件之一:0039 烟囱入口NOx浓度小时均值设计值;0040 所有稀释水泵运行信号=0;0041 所有区域尿素流量小时均值阀值下限(下限为5kg/h(0.01m3/h);0042 对于循环流化床锅炉:加装烟气脱硝装置且烟囱入口氮氧化物浓度小时均值200mg/m3;0043 2)计算脱硝效率:0044 对于SCR(Select Catalytic Redu。
14、ction,选择性催化还原法)方式:取脱硝装置进口和出口烟气分析系统测量折算后的NOx浓度(燃煤锅炉过量空气系数取1.4),其中NOx为折算到6%O2下的浓度,NOx实测、O2实测分别为实测NOx浓度、O2浓度;0045 则脱硝效率为:其中NOx进口、NOx出口分别为脱硝装置进、0046 出口的NOx折算浓度;说 明 书CN 103034208 A3/14页60047 对于SNCR(Select Non-catalytic Reduction,选择性非催化还原法)方式,不考核脱硝效率;0048 3)计算NOx排放浓度:取烟囱进口烟气分析系统测量折算后的NOx浓度(燃煤锅炉过量空气系数取1.4)。
15、,0049 0050 分析仪表读出的数据是标干浓度值:1mol/mol(1ppm),根据GB13223-2003;0051 4)流速转换:所有烟气流速作加权平均时都要转换成标态下流速,0052 0053 其中:V为实测烟气流速,V0为标态下流速;P为实测烟气静压;t为实测烟气温度;X为实测烟气湿度;0054 5)计算脱硝电价:M=TPe(1-e)a0055 其中:M为补贴电价,万元;0056 T为脱硝装置投运率,%;0057 Pe为考核电量,万kWh;0058 e为厂用电率,以6%计;0059 a为单位电量补贴费用:SCR脱硝原理:0.008元/kWh;0060 SNCR脱硝原理:0.006元。
16、/kWh。0061 本发明所达到的有益效果:本发明有效防止了发电企业享受脱硝电价的同时并未投运脱硝设施的现象发生,本发明实施后,脱硝机组运行指标大幅提升,氮氧化物排放浓度从155.48mg/m3降低为77.17mg/m3;脱硝效率从45.82%提升至76.46%;脱硝投运率从22.31%提升至91.72%,为十二五氮氧化物减排目标的完成起到积极的促进作用。附图说明0062 图1为不同负荷段对应的脱硝进口温度曲线图;0063 图2为不同容量等级机组的不同负荷段对应的电机电流曲线图;0064 图3为不同容量等级机组的不同负荷段对应的还原剂流量曲线图;0065 图4为SCR脱硝机组脱硝入口NOx浓度。
17、曲线图。具体实施方式0066 本发明的方法适用于135MW以上燃煤脱硝机组,以发电机组为考核单元,以小时为基本考核周期,实行补贴电价的形式:即当某一小时满足考核条件时,该小时考核电量给予电价补贴。0067 机组考核时间:0068 脱硝进口温度:0069 SCR脱硝方式需要在催化剂的作用下进行,还原剂与催化剂的反应需要在一定的温度下才能达到最佳的效果。目前,省内具备SCR方式脱硝设施的机组催化剂大多采用V2O5/TiO2,该种类型催化剂的最佳反应温度约为310。系统以南热(600MW)、华能金陵说 明 书CN 103034208 A4/14页7(1000MW)、铜山华润(1000MW)、国电谏壁。
18、(1000MW)等7台机组为调研对象,对调研对象的2011年脱硝进口温度数据进行了深入细致的调研分析,按照不同负荷段分类如下表所示:0070 表1不同负荷段对应的脱硝进口温度0071 0072 说 明 书CN 103034208 A5/14页80073 通过以上调研数据可以看出,以上7台机组发电负荷大于50%时,脱硝进口温度至少为310,均能达到脱硝最佳反应温度。0074 发电机功率:0075 结合已投运的“燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息系统”,确定以系统中已接入的41家电厂、129台135MW及以上机组为调研对象,对调研对象的2010年及2011年全年发电机功率数据进行了深入细致的调研分析,。
19、按照不同负荷段分类如下表所示:0076 表2不同负荷段对应的发电机功率说 明 书CN 103034208 A6/14页90077 0078 通过以上调研数据可以看出,129台135MW及以上机组98%以上时间段发电负荷均大于额定负荷的50%。0079 稀释风机电流:0080 由于SNCR脱硝方式是采用稀释水泵输送稀释水对还原剂进行稀释,根据调研情况,省内SNCR方式的利港电厂和阚山电厂稀释水泵均只有“运行”信号,因此,技术分析中仅对SCR脱硝方式的稀释风机进行电流数据的分析。0081 系统以已接入的国信淮阴(300MW)、南京南热(600MW)、华能金陵(1000MW)三个不同容量等级机组为调。
20、研对象,对调研对象的2011年稀释风机电流数据进行了深入细致的调研分析,按照不同负荷段分类如下表所示:0082 表3不同容量等级机组的不同负荷段对应的电机电流说 明 书CN 103034208 A7/14页100083 0084 通过以上调研数据可以看出,以上3台机组当发电负荷大于50%时,稀释风机电流至少为5A以上。0085 削减单位氮氧化物脱硝运行成本0086 (1)SCR方式0087 边界条件:市场液氨到厂价为4000元/吨,1万kWh产生约4万m3烟气量,液氨成本占脱硝总成本的25.96%,原烟气中95%左右体积为NO,5%为NO2,厂用电率为6%。0088 表4SCR脱硝方式各项成本所占比例0089 说 明 书CN 103034208 A10。