
一、项目概况
国能神皖池州2×660MW扩建项目位于安徽省池州市贵池区江口大兴村境内,厂址地处长江大堤南侧同义圩内,东临虎形山、北靠长江大堤,南距G236(贵铜公路)约550m,西距江口汽车轮渡约3km,位于国能神皖池州发电有限责任公司西侧扩建场地内。该项目为安徽省“十四五”规划首个核准火电项目,总投资50.4亿元,建设两台660兆瓦超超临界二次再热燃煤发电机组,同步配套建设烟气脱硫、脱硝、静电除尘等环保设施,全厂实现废水零排放,能效指标达同时期、同类型机组领先水平。
项目场地属长江中下游冲积平原,微地貌为长江浸滩,整体地势北高南低,地面标高约8.0~13.5m(黄海高程系统),区域多年极端最高气温40.6℃、极端最低气温-15.6℃,年平均相对湿度78%,年平均雷暴日数46.1天,夏季高温高湿、雨季降水充沛的气候特点对设备工况适配性提出严苛要求。项目于2023年8月正式开工,2025年8月、10月先后完成3号、10号机组168小时满负荷试运行,全面进入商业运营阶段,年发电量可达72亿千瓦时,为皖江经济带新兴产业发展提供稳定能源保障,同时大幅增强长三角电力跨区调配能力。
作为高效环保型火电项目,该工程严格遵循《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223)、《火电厂烟气排放连续监测技术规范》(HJ75-2017)、《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》(HJ76-2017)及地方生态环境部门相关标准要求,对烟气污染物在线监测系统的精准度、稳定性及复杂工况适配性提出极高要求。其中,尾部烟道烟气CO浓度的实时精准监测,是优化锅炉燃烧工况、预防水冷壁高温腐蚀、保障机组安全高效运行及满足环保验收的核心环节。
二、项目核心需求
国能神皖池州扩建项目机组采用超超临界二次再热技术,尾部烟道工况复杂,存在高温、高湿、高尘及腐蚀性气体等多重挑战,结合技术协议明确要求,对CO在线检测装置提出以下核心需求:
• 精准度与稳定性需求:需实现CO浓度0~1000ppm范围内的精准监测,测量精度≤1%FS,重复精度≤1%,能有效抵抗水汽、粉尘干扰,24小时零点漂移≤±1%最小量程/周,跨度漂移≤±1%满量程/周,长期运行数据稳定,满足环保监测数据备案及第三方比对要求。
• 工况适配性需求:装置需适应尾部烟道复杂工况,采样探头及接触烟气部件采用耐腐蚀材料,具备良好的防水、防尘、防腐性能;采样系统需应对高尘环境,配备自动反吹功能,过滤元件易拆卸更换,维护便捷,降低日常运维成本;同时适配当地高温高湿气候,能在环境温度-20℃~55℃、相对湿度≤95%(无冷凝)条件下稳定运行。
• 数据联动与预警需求:监测数据需实时接入机组FGD-DCS系统,支持4-20mA标准模拟量信号输出及MODBUS485通讯协议,具备故障诊断、异常浓度自动报警功能,能为运行人员调整锅炉配风、优化燃烧工况提供实时数据支撑,预防高温腐蚀风险。
• 合规性需求:装置需具备CCEP中国环境保护产品认证、CPA计量器具型式批准证书,核心部件为原装进口品牌,提供原产地证明及报关资料;监测数据需满足竣工环境保护验收及生态环境部门定期备案要求,助力项目实现超低排放目标,脱硫出口净烟气CO浓度控制在协议要求范围。
三、解决方案:尾部烟道烟气CO在线检测装置
针对项目需求,我司定制化提供了基于红外法的尾部烟道烟气CO在线检测装置,采用伴热抽取式采样方案,搭配模块化预处理与分析系统,核心设备选用德国SICK品牌SIDOR型号CO分析仪,全方位适配项目工况及技术协议要求,具体解决方案如下:
1. 核心设备配置与技术优势
装置核心CO分析仪选用德国SICK品牌SIDOR型号,采用红外分析方法,采样方式为伴热抽取法,采样流量控制在3-6L/min,测量量程0~1000ppm且支持量程可调,反应时间<10s,完全契合协议对监测精度与响应速度的要求。分析仪具备自动/手动校准功能,校准循环时间可灵活设定,配套提供高中低三种浓度标准气体,满足72小时比对及半年以上运行需求,标气品牌选用山东协力,规格为AL8,配套SICK品牌标气架固定。
预处理系统选用SICK品牌SMB-201型号烟气预处理装置,配备JCT品牌压机制冷器、KNF品牌取样泵及BURKERT品牌三通电磁阀,采用压缩机两级制冷技术,能有效去除采样气体中的水汽;采样探头选用SICK品牌SMB-502型号,自带加热自动调节单元,可加热至140℃以上避免冷凝,探头过滤元件采用不大于5气孔的镍钛合金材质,最大限度克服堵塞问题,且易拆卸更换,适配高尘工况。
2. 工况适配与防护设计
采样管线选用SICK品牌SMB-203型号伴热采样管线,总长度按现场实际需求配置,管线外套采用耐火、耐腐蚀材质,具备自我调节加热功能,能消除天气变化对测量的影响,管线加热套管中设置温度探头,确保加热均匀。所有与烟气接触的探头、管线及部件均采用耐腐蚀材料,符合协议要求的耐磨防腐标准,有效抵御尾部烟道腐蚀性气体侵蚀。
装置配套视频监控系统,脱硫出口CEMS小间及采样点共设置5个监控点,摄像头选用海康威视工业级产品,像素为600万红外款,配套数字硬盘录像机、CCTV控制柜及304SS材质就地箱,传输光纤、电源电缆及光电转换器均由我方提供,负责指导安装调试并将监控信号传输至当地环保局,满足协议对现场安防及数据追溯的要求。
3. 数据联动与运维设计
系统集成西门子S7-200型号PLC,配套联想THINKSEVER品牌服务器、戴尔24英寸显示器及HP品牌A4彩色激光打印机,搭建SICK品牌SMC-900型号数据采集系统(DAS),历史数据保存时间≥5年,支持日报、月报、年报自动生成,可输出EXCEL格式表格,满足环保部门数据备案需求。数据传输采用硬接线方式接入脱硫FGD-DCS系统,同时预留与当地环保监测站、电力公司调度中心的接口,配套广州博控品牌数采仪,每台机组冗余配置2台数采仪,确保数据传输稳定。
装置具备全自动运维功能,支持自动采样、自动反吹、自动校准及故障诊断,能实时监测探头、管线及分析仪运行状态,出现故障时通过4路报警输出接口发送信号,同时在DCS系统显示报警信息。采样探头及管线定期自动清扫,减少人工干预频次;核心部件均纳入备品备件清单,包括取样泵、蠕动泵、温控器等易损件,确保故障时可快速更换,降低停机检修时间。
4. 合规性保障措施
装置整体符合HJ75-2017、HJ76-2017等核心标准,所有环保相关部件均具备完整的认证资料,包括CO分析仪适用性检测合格报告、CCEP认证证书及计量器具型式批准文件。我方负责完成整套系统的安装调试、72小时连续运行测试及第三方比对报告出具工作,承担环保验收全部费用,确保采样点位设计得到当地环保部门认可,最终顺利通过环保联网验收,取得联网验收报告。
四、项目实施与应用成效
1. 高效推进实施
结合项目机组建设进度,我司组建专业技术团队,全程跟进装置的现场勘查、点位规划、安装调试及人员培训工作。针对项目建设期间高温雨季的施工难点,团队采用模块化预制与现场精准对接相结合的方式,严格按照协议要求完成采样孔开孔、管线铺设及设备安装,采样点离烟道内壁距离满足不少于1m或1/3烟道当量直径的要求,开孔焊接短管材质与烟囱、烟道材质保持一致。
调试期间,我方严格执行15天连续运行测试,装置仪表、保护、自动装置投入率达100%,系统联动响应精准可靠,各项性能指标均满足协议约定。同时完成对业主人员的操作、维护及故障排除培训,提供4套完整的操作手册、维修手册及电子版资料,确保业主能独立完成日常运维工作。最终确保装置在机组试运行前完成全部部署与标定,同步实现与脱硫、脱硝系统的协同联动。
2. 核心应用成效
装置投运后,伴随3号、4号机组顺利通过168小时满负荷试运行,持续稳定发挥监测效能,为项目实现安全、高效、环保运营提供了重要支撑,具体成效如下:
• 环保达标保障:装置监测数据精准稳定,脱硫出口净烟气CO浓度控制在协议要求范围,远优于国家超低排放标准,顺利通过生态环境部门竣工环境保护验收及第三方比对测试,为项目合法合规运营奠定坚实基础。标气供应及更换及时,满足日常校准需求,数据上传至环保监控中心无中断,联网运行状况良好。
• 运行安全提升:通过实时监测尾部烟道CO浓度,及时预警炉膛还原性气氛风险,为运行人员调整锅炉燃烧工况、缓解水冷壁高温腐蚀提供精准数据支撑,有效减少因高温腐蚀导致的爆管、停机损失,试运期间实现零事故、零非停,机组连续运行稳定性显著提升。
• 能效优化升级:基于装置反馈的实时数据,运行人员精准优化锅炉配风与燃烧参数,在中高负荷下降低CO浓度、提升燃烧效率,减少能源浪费。经实际运行验证,装置助力机组能效指标进一步提升,契合项目超超临界机组的高效节能定位,为业主创造显著经济效益。
• 运维成本降低:装置自动化运维能力强,自动反吹、校准功能减少了人工干预频次,核心部件稳定性高,备品备件储备充足,大幅降低了设备维护成本与停机检修时间。同时因设备品牌统一,后续运维中备件采购及更换便捷,进一步降低长期运维成本。
五、客户评价
国能神皖池州发电有限责任公司项目负责人表示:“贵司提供的尾部烟道烟气CO在线检测装置,完全适配我司2×660MW超超临界机组的复杂工况,选用的德国SICK原装进口核心部件运行稳定可靠、数据精准无误,不仅满足了环保验收的严苛要求,更为机组燃烧优化与安全运维提供了有力的数据支撑。”
项目实施过程中,技术团队迎难而上、精益求精,高效完成装置安装调试及人员培训工作,严格兑现了技术协议中的各项承诺,展现了专业的技术能力与服务水平。装置投运后,有效提升了机组运行的安全性与经济性,为项目打造绿色高效火电标杆提供了重要保障,期待后续持续深化合作。
六、案例总结
本次尾部烟道烟气CO在线检测装置在国能神皖池州2×660MW扩建项目的成功应用,是我司核心设备配置与火电行业高端需求的精准匹配,充分验证了装置在高温高湿、高尘腐蚀等复杂工况下的可靠性、精准性与适配性。项目实施过程中,我方严格遵循技术协议要求,从设备供货、安装调试到环保验收全程闭环管控,确保各项指标达标,彰显了我司在烟气在线监测领域的技术实力与行业经验。
未来,我司将持续深耕火电行业环保监测技术研发,聚焦超超临界机组复杂工况适配需求,优化设备配置与服务方案,为更多能源项目提供绿色、高效、智能的监测解决方案,助力能源结构优化与“双碳”目标实现。