“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(shù)應(yīng)用最為廣泛。由于主要設(shè)備質(zhì)量管控不到位、脫硝催化劑質(zhì)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(xiàn),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(shè)計值、空預(yù)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(jīng)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(jīng)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(guān)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(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題,催化劑全壽命管理不僅應(yīng)確保催化劑采購成本的集約化,還應(yīng)包括對脫硝裝置的高效性能管控,在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)脫硝裝置的可靠、高效、經(jīng)濟運行,因此催化劑全壽命管理模式應(yīng)涵蓋催化劑全壽命周期的產(chǎn)品供貨、質(zhì)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(yīng)包括催化劑廠商與第三方技術(shù)服務(wù)單位作為責(zé)任單位,通過明確各方責(zé)任,充分發(fā)揮各方專業(yè)特長,發(fā)電企業(yè)能夠獲得質(zhì)量穩(wěn)定可靠的催化劑產(chǎn)品與優(yōu)質(zhì)高效的技術(shù)服務(wù),減少催化劑采購成本與運維成本,實現(xiàn)催化劑全壽命管理的效益最大化。

產(chǎn)品供貨—責(zé)任單位為催化劑廠商,負責(zé)催化劑產(chǎn)品的選型、配方設(shè)計及生產(chǎn),應(yīng)以提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)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(yù)留10%質(zhì)保金延長至一年時間,但由于催化劑化學(xué)壽命往往為3年,實際使用壽命為9年,在壽命周期內(nèi)的性能管控與剩余活性的充分利用難以有效實現(xiàn)。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(zé)一定期限內(nèi)的催化劑產(chǎn)品供應(yīng)。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(diào)整其產(chǎn)品供應(yīng)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(guān)商務(wù)條款約束和激勵催化劑廠商提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。   

質(zhì)量管控—責(zé)任單位為第三方技術(shù)服務(wù)單位,負責(zé)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(chǎn)品的質(zhì)量進行有效管控。通過客觀、公正地進行催化劑產(chǎn)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(zhì)量起到監(jiān)督、把關(guān)作用。    

高效運維—責(zé)任單位為發(fā)電企業(yè),負責(zé)按照有關(guān)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(shù)處于設(shè)計范圍內(nèi),對異常運行狀況能夠及時進行分析判斷,對主要設(shè)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(chǎn)品性能保證提供運維說明與指導(dǎo)意見,第三方技術(shù)服務(wù)單位需基于其技術(shù)服務(wù)提供高效運維技術(shù)咨詢。   

提效優(yōu)化—責(zé)任單位為催化劑廠商,負責(zé)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(xiàn)重大變化所導(dǎo)致的脫硝裝置優(yōu)化改造工作。第三方技術(shù)服務(wù)單位根據(jù)其技術(shù)服務(wù)工作提供技術(shù)支撐。   

壽命管理—責(zé)任單位為第三方技術(shù)服務(wù)單位,負責(zé)在催化劑全壽命周期內(nèi),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(shù)服務(wù)工作,在此基礎(chǔ)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(yù)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(shù)支撐與指導(dǎo),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(zé)任單位為催化劑廠商,負責(zé)按照國家有關(guān)要求對報廢催化劑進行無害化處置。當前國內(nèi)相關(guān)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(zé)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(fēng)險。

1.2 全壽命管理模式應(yīng)用效果分析

通過上述分析,可根據(jù)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(yīng)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(yīng)求的形勢下,僅僅是單純粗放式的工程階段設(shè)備“買+ 裝”模式,缺乏對催化劑產(chǎn)品質(zhì)量的管控?，F(xiàn)行管理模式—鑒于早期管理模式在工程投運后產(chǎn)生的一系列問題,近年來發(fā)電企業(yè)對催化劑質(zhì)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(diào)動各方單位的參與度,責(zé)任單位往往在于發(fā)電企業(yè),相關(guān)工作開展較為被動,難以實現(xiàn)對催化劑全壽命周期的采購質(zhì)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(chǎn)品供貨、質(zhì)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(zé)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(shù)服務(wù)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(yù)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(jīng)濟損失,因此能夠產(chǎn)生顯著的環(huán)保效益與經(jīng)濟效益。