“十三五”以來,燃煤電廠開展了大規(guī)模的脫硝改造與超低排放改造工作,其中SCR脫硝技術應用最為廣泛。由于主要設備質量管控不到位、脫硝催化劑質量良蕎不齊等原因,部分工程實施過程中隱藏的問題已在投運后逐漸顯現,諸如催化劑磨損、堵灰嚴重、流場分布不均勻、性能指標不能達到設計值、空預器堵塞腐蝕等問題已屢見不鮮,部分問題由于暴露時間較晚,對機組安全穩(wěn)定運行形成較大影響,并造成了較為嚴重的經濟損失。在當前燃煤電廠全面推進超低排放的形勢下,對SCR脫硝裝置運行穩(wěn)定性、可靠性、經濟性提出了更高的要求,而對SCR脫硝的核心—催化劑進行全壽命周期管控是關鍵所在。

SCR脫硝催化劑

1.1全壽命管理模式分析   

針對當前SCR脫硝催化劑應用現狀及存在問題,催化劑全壽命管理不僅應確保催化劑采購成本的集約化,還應包括對脫硝裝置的高效性能管控,在此基礎上實現脫硝裝置的可靠、高效、經濟運行,因此催化劑全壽命管理模式應涵蓋催化劑全壽命周期的產品供貨、質量管控、高效運維、提效優(yōu)化、壽命管理以及報廢處置六個部分。同時催化劑全壽命管理不僅以發(fā)電企業(yè)為主體單位,還應包括催化劑廠商與第三方技術服務單位作為責任單位,通過明確各方責任,充分發(fā)揮各方專業(yè)特長,發(fā)電企業(yè)能夠獲得質量穩(wěn)定可靠的催化劑產品與優(yōu)質高效的技術服務,減少催化劑采購成本與運維成本,實現催化劑全壽命管理的效益最大化。

產品供貨—責任單位為催化劑廠商,負責催化劑產品的選型、配方設計及生產,應以提供優(yōu)質產品為目的。當前常規(guī)的催化劑采購方式為即用即購,一般是在催化劑性能驗收后即完成付款,或預留10%質保金延長至一年時間,但由于催化劑化學壽命往往為3年,實際使用壽命為9年,在壽命周期內的性能管控與剩余活性的充分利用難以有效實現。鑒于當前催化劑采購方式的弊端,全壽命管理可確定某一催化劑廠商負責一定期限內的催化劑產品供應。對于催化劑廠商而言,獲得了長期穩(wěn)定的供貨訂單,可通過長周期的供貨模式調整其產品供應策略,以盡可能壓縮供貨成本;對于發(fā)電企業(yè)而言,可通過相關商務條款約束和激勵催化劑廠商提供優(yōu)質產品。   

質量管控—責任單位為第三方技術服務單位,負責按照標準方法開展催化劑檢測評價與脫硝裝置性能驗收,對催化劑產品的質量進行有效管控。通過客觀、公正地進行催化劑產品檢測評價與脫硝裝置性能驗收,可代替發(fā)電企業(yè)對催化劑廠商供貨質量起到監(jiān)督、把關作用。    

高效運維—責任單位為發(fā)電企業(yè),負責按照有關規(guī)程開展脫硝裝置高效運維工作,確保脫硝裝置各項運行參數處于設計范圍內,對異常運行狀況能夠及時進行分析判斷,對主要設備及常規(guī)故障進行及時的檢修維護。發(fā)電企業(yè)僅須專注于本職工作,同時催化劑廠商需基于其供貨產品性能保證提供運維說明與指導意見,第三方技術服務單位需基于其技術服務提供高效運維技術咨詢。   

提效優(yōu)化—責任單位為催化劑廠商,負責催化劑壽命到期或排放標準發(fā)生變化后的催化劑添加、更換、再生等提效工作,以及針對工程遺留問題或邊界條件出現重大變化所導致的脫硝裝置優(yōu)化改造工作。第三方技術服務單位根據其技術服務工作提供技術支撐。   

壽命管理—責任單位為第三方技術服務單位,負責在催化劑全壽命周期內,提供定期的催化劑性能檢測、不定期的脫硝裝置性能評估、診斷、優(yōu)化等技術服務工作,在此基礎上掌握脫硝催化劑的性能狀況,及時診斷分析催化劑運行異常并提出針對性解決措施,預測催化劑壽命趨勢并制定催化劑加裝/ 更換/ 再生等管理方案,為催化劑提效優(yōu)化提供技術支撐與指導,從而最大化利用催化劑活性,延長催化劑使用壽命。

報廢處置—責任單位為催化劑廠商,負責按照國家有關要求對報廢催化劑進行無害化處置。當前國內相關管理體系尚未規(guī)范、完善,發(fā)電企業(yè)對其重要性認識不足,通過明確責任單位,由專業(yè)廠商開展催化劑報廢處置,能夠有效地規(guī)避環(huán)保風險。

1.2 全壽命管理模式應用效果分析

通過上述分析,可根據近年來發(fā)展過程將催化劑管理模式分為以下幾類:

早期管理模式—主要應對環(huán)保達標排放以及技改工程限期治理要求,在早期大規(guī)模工程改造以及催化劑市場供不應求的形勢下,僅僅是單純粗放式的工程階段設備“買+ 裝”模式,缺乏對催化劑產品質量的管控?，F行管理模式—鑒于早期管理模式在工程投運后產生的一系列問題,近年來發(fā)電企業(yè)對催化劑質量加強了管控,初步形成了“買+ 檢+ 裝+ 不定期檢”的模式,但由于缺乏連續(xù)性與整體性考慮,未能充分調動各方單位的參與度,責任單位往往在于發(fā)電企業(yè),相關工作開展較為被動,難以實現對催化劑全壽命周期的采購質量、運行壽命以及脫硝運維成本的有效管控。

全壽命管理模式—鑒于早期以及當前催化劑管理模式的上述弊端,從產品供貨、質量管控、高效運維、提效優(yōu)化、壽命管理以及報廢處置六個部分實施系統(tǒng)、完善、操作性強的催化劑全壽命管理,并分別明確各部分的責任單位,能夠有效提升脫硝裝置運行可靠性,減少檢修維護工作量,延長催化劑壽命,除主動發(fā)生必要的提效優(yōu)化與壽命管理技術服務費用外,催化劑消耗、處置成本以及脫硝裝置運維成本均能夠得到有效控制,且能夠有效避免由于空預器清洗、鍋爐降出力甚至停機、脫硫廢水增加、粉煤灰銷售受限等間接經濟損失,因此能夠產生顯著的環(huán)保效益與經濟效益。