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发电厂QC小组成果报告

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发电厂QC小组成果报告 QC小组成果报告 发电厂qc成果报告
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降低降低1 1000MW000MW超超临界机组超超临界机组 脱硝运行成本脱硝运行成本 发布人:刘初明发布人:刘初明 课题背景 选择课题 设定目标 要因确认 巩固措施 对策实施 小组概况 总结回顾及今后打算 现状调查 原因分析 制定对策 效果检查 目前,我国的环保政策越来越严格,“脱硝”已 被纳入环保的硬指标。面对日益严格的排放标准,国 内电力企业在近年逐渐上马烟气脱硝装置,NOx的脱 除工作受到了越来越广泛的重视。 国电谏壁发电厂新 建13、14号1000MW超超临界燃煤机组同步设计安 装了脱硝装置,采用目前应用最多的选择性催化还原 法(SCR)进行烟气脱硝,并先后于2011.05、 2012.06与主机一起投入商业运行,但是高昂的运行 成本也越来越引起我们的重视和研究。 脱硝流程简介:液氨经过运输、储存、蒸发环节后喷入脱 硝装置中,与锅炉烟气中的氮氧化合物反应生成对大气没有多 少影响的氮气和水等,从而控制氮氧化合物排放浓度在规定范 围内。 1 1、卸氨、卸氨 2 2、蒸发、蒸发 3 3、喷氨、喷氨 4 4、反应、反应 制图:邓 华 时间:2012年01月 降低1000WM超超临界机组脱硝运行成本课题名称 2012年01月成立时间 国电谏壁发电厂发电部戊一单元QC小组小组名称 徐亚东 现场型课题类型 2012.01 10人 注册编号注册日期17-2012-01 小组成员 培训时间52小时/人·年活动时间2012.1-2012.12 组长 活动次数12活动参与率100% 序号 徐亚东 姓 名性别职务组内分工 1 2 3 4 5 6 7 8 男单 元 长组 长 王煜伟 邓 华 张 磊 高红雨 丁 健 顾小星 刘初明 男 男 男 男 男 男 男 主任工程师 专工 全能值班员 全能值班员 全能值班员 全能值班员 全能值班员 技术指导 策划实施 策划实施 实施检验 实施检验 技术指导 实施检验 9 10 王继高男 男 全能巡检 全能巡检资料整理、记录 效果检查、记录 硕 士 文化程度 本 科 本 科 本 科 本 科 本 科 本 科 本 科 本 科 大 专田正寅 厂部要求选择课题 根据我厂设备特点,降低1000MW超 超临界机组脱硝运行成本,节能增 效,提高本机组在同类机组中的竞 争力。 1、1000MW超超临界塔式炉在全国范围内投产 时间不长,脱硝运行调整经验欠缺。 2、据统计,以1000MW机组为例:BMCR工况 下,入口NOx浓度在400mg/Nm3,满足脱硝效 率η=80%时,液氨的耗量为9.72吨/炉,日运行 成本3.5万元。虽然满足设计要求,但是不尽如 人意。 3、脱硝催化剂运行一段时间后,由于中毒、烧 结或积灰等原因,其活性会逐渐下降,导致脱硝 效率下降、耗氨增加,氨的逃逸也会增加,从而 增加运行成本、污染环境。 降低1000MW超超临界机组 脱硝运行成本 存在问题 小组活动计划表 计划内容 时 间 负责人 123456789101112 P 选择课题徐亚东 现状调查高红雨 设定目标邓 华 原因分析丁 健 要因确认张 磊 制定对策顾小星 D对策实施刘初明 C效果检查王煜伟 A 巩固措施王继高 回顾及打算田正寅 制表:王继高 时间:2012年01月 脱硝运行成本包括液氨成本、汽水成本、耗电成本、设备维修成本、液氨运输成本 、人员工资成本等。如图,#13机组2012年1月份脱硝运行成本分析,其中液氨成本占 运行总成本高达93.2%。 制图:高红雨 时间:2012年02月 #13机组2012年1月份脱销运行成本分析 项目液氨耗电运输汽水 维 修 工资 费用 (元 ) 63541264803145626759674500 比例 (% ) 93.21.0 4.60.40.10.7 13号机组脱硝系统自2011年05月投运以来,我们建立了详细的运行台账。我们的 数据来自DCS控制系统中的DAS系统(即数据实时采集系统),为了减少数据计算环节 的系统误差和随机误差,我们首先计算8小时的均值(即每个班次的均值),然后计算 每日均值,最后统计出月度均值。如下表: #13机组2011年度脱硝运行情况分析 次 序1234567平均值 时 间1106110711081109111011111112 进口NOx406.39 401.97 344.48386.92357.43362.46 399.4379.86 出口NOx92.87 84.86 89.7698.6398.8693.97 91.3692.90 日耗氨量5826.65 5713.44 5828.885586.324929.845409.00 5987.525611.66 脱硝效率77.15 78.89 73.94 186272.34 67.12 79.35330.11 制表:高红雨 时间:2012年02月 由上表可知: 1)我们日均耗氨量为5.61吨,液氨成本5.61×1.01×3600=20398 (元/天) ; 计算公式说明:生产1kg氨气所需原料液氨量为1.01kg,2012年03 月还原剂市场液氨价格为3600元/吨。 2)日均SCR入口NOx浓度为379mg/Nm3,虽然满足设计浓度( 400mg/Nm3),但是也时常压红线运行。 3) 我们调查咨询了同类型兄弟电厂的日均耗氨量:浙江北仑发电厂 3.9吨/天,国电泰州发电厂3.4吨/天,国华宁海电厂3.6吨/天。 我们的日均耗氨量和耗氨成本惊人! (一)目标值确定(一)目标值确定 根据现状调查,并结合本机组设备条件,我们QC小组决定取兄弟电厂日 均耗氨量的均值3.5吨作为我们的设定目标。 制图:高红雨 时间:2012年02月 (二)(二)可行性论证 1.通过调研兄弟电厂的脱硝运行状况,分析比较本单位当前的脱硝运行调整措施 情况来看,提高炉内一次脱硝效果的潜力很大,完成厂部下达给车间的耗氨量 指标是完全有可能的。 2.我们有一支具有较强技术素质和实际操作经验的队伍,经历过本厂2台1000MW 超超临界机组的调试过程,并曾多次成功解决现场中的各类难题,因此有信心有 能力实现预定的目标。 根据现状调查的情况,小组全体成员召开了原因分析会,从人、机、料、法四个方面对造成 SCR日均耗氨量大的因素进行了综合、全面的分析。同时,大家集思广益,在分析的基础上绘制了 鱼刺图。如下图所示: 制图:顾小星 时间:2012年02月 针对这8个末端因素制定了要因确认的计划表 脱硝系统不严密控制系统逻辑不合理 SCR日均耗氨量大的鱼刺图 SCR 耗氨 量大 SCR入口NOx高 烟囱出口NOx高 催化剂寿命下降 催化剂活性下降 料 控制逻辑未优化 法 人员业务参差不齐 人员组合不当 绩效考核制度不严 人 人员节能意识不强 氨气泄漏 机 控制不精确 阀门线性控制差 负荷波动大 SCR入口NOx 控制难度大 1、要因确认的计划表 2012年3月,QC全体小组成员召开要因分析会,针对这8个末端因素,制定了要因确认的计划表: 序号末端因素确认方法确认标准负责人 1人员组合不当进行现场调查 是否能确保各班组业 务水平基本平衡 徐亚东 2绩效考核制度不严 规范现场各项绩效制 度 是否能有效促进人员 节能意识 邓 华 3脱硝系统不严密现场查漏现场是否无泄漏张 磊 4阀门线性控制差 分析喷氨调节阀开度 与喷氨量的线性关系 是否满足调节需求顾小星 5SCR入口NOx高 找出控制SCR入口 NOx浓度的方法 能否降低SCR入口浓 度 丁 健 6催化剂活性下降提取样本分析 与催化剂理论活性比 较 高红雨 7控制逻辑未优化分析逻辑不完善之处能否满足控制需求王煜伟 8负荷波动大 研究负荷与SCR入口 NOx浓度之间关系 是否可以手动干预刘初明 制表:田正寅 时间:2012年03月 2、要因确认 确认(1):人员组合不当 经分析研究,各班组间人员搭配基本合理,以下三个条件均能满足: ✿有经验的老职工与新职工之间能合理搭配 ✿业务水平相对较高者与业务水平相对较低者能合理搭配 ✿各班组待岗人员业务水平程度与该班组培训需求基本相符合 因此,各班组间的人员业务水平能基本平衡,不存在参差不齐的现象,所以该条非主因。 确认(2):绩效考核制度不严 经查证,生产现场有较为明确、合理的节能奖惩制度,各规则举例如下表: 在合理的奖惩制度下,生产人员节能意识普遍得到了提高,所以该条非主因。 日期制定措施 2011年6月《发电部七期绩效考核制度总则》 2011年7月《发电部七期绩效考核制度总则》 非主因 非主因 确认(3):脱硝系统不严密 经查看DCS脱硝系统画面氨泄漏数据显示曲线,并与现场实际相结合,在氨泄漏数据有显示时,至现场检查 发现确有氨气泄漏,经联系检修处理后,DCS脱硝系统画面氨泄漏数据消失。可以确认该条不是主要因素, 只要平时加强对DCS中氨泄漏数据监视即可。 确认(4):阀门线性控制差 经对比DCS画面中喷氨调节阀开度与喷氨量的线性关系,发现调节阀开度变化与喷氨量大小基本同步变化,且 经过对阀门限位调整,已经能够在SCR入口NOx浓度高的情况下喷氨量满足要求,所以该条非主因。 确认(5):SCR入口NOx高 我们小组成员调取了“我厂#13机组脱硝运行情况月度分析表(2011年06月~2011年12月), 如右图所示: 非主因 非主因 主 因 确认(6):催化剂活性下降 由右图可见,催化剂的活性随着运行时间的增加而降 低,其脱硝效率下降,为维持相同的脱硝效率,势必大幅 增加喷氨量。只要我们努力提高脱硝运行维护水平、对症 下药,完全可以减缓催化剂寿命损耗,从而大大降低脱硝 运行成本。 此外,催化剂设计寿命一般为16000~24000 小时,一旦失效后需更换!以1000MW机组为例:单层催 化剂的购置成本约2400万元,日折旧成本高达2.6万元。 确认(7):控制逻辑未优化 在查找脱硝系统相关的控制逻辑,并与现场实际运行相结合,大家发现经过几次修改后脱硝系统的控制逻辑贴合现场运行需 要,满足环保需求。因此该条非主因。 主 因 确认(8):负荷波动大 在日常机组变负荷时,及时采取相关调整手段,完全可以将SCR入口NOx浓度控制在一定范围内,因此,该条可确定为 非主因。 非主因 非主因 1、SCR入口NOx浓度高 2、催化剂活性下降 小组确定了要因,具体体现下列两个方面: 制定对策措施计划表 根据以上分析,QC小组成员积极讨论,并制定对策措施计划表: 要 因对 策目 标措 施地 点时 间责任人 SCR入口NOx高 加强燃烧调整,提 高炉内一次脱硝效 果,降低SCR入口 NOx浓度 控制 SCR入口 NOx浓度,减少 喷氨量 调整一、二次风配比;燃 烧器摆角;改变磨煤机运 行方式;减少炉底漏风 发电部七期生产 现场 2012.04 顾小星 丁 健 催化剂活性下降 提高SCR运行维护 水平,减缓催化剂 活性下降速度 延长催化剂使用 寿命 加强声波吹灰;严格控制 入炉煤质中的硫份;控制 SCR入口烟气温度;减少 喷氨量 发电部七期生产 现场 2012.04 高红雨 刘初明 对策实施一对策实施一 :: 实施内容:控制SCR入口 NOx浓度 实施地点:发电部七期生产 现场 实施人员 实施方案 在同一负荷在分别调整一、二次风配比、以达到降低SCR入口 NOx浓度减少喷氨量的目的。 实施过程1 在燃烧工况允许的情况下,适当关小各层燃烧器煤、油辅助风门的 开度,开大SOFA风门的开度,其他影响因素保持不变,观察SCR 入口NOx浓度变化。如下图: 1 2 3 顾小星 丁 健 王继高 制表:王继高 时间:2012年04月 ✿ 效果检查 SCR入口NOx浓度由255 ↓ 182mg/Nm3,喷氨量由149 ↓ 93kg/h。由此实验可以证明:合理 调整二次风配比,在主燃烧区形成还原性氛围,可以明显降低SCR入口NOx浓度。 调整后调整前 对策实施一对策实施一 :: 实施内容:控制SCR入口 NOx浓度 实施地点:发电部七期生产 现场 实施人员 实施方案 在同一负荷下改变磨煤机运行方式,以达到降低SCR入口 NOx浓度减少喷氨量的目的。 实施过程2 在燃烧工况允许的情况下,分别调整磨煤机运行方式,其他影响 因素保持不变,观察SCR入口NOx浓度变化。如下表: 1 2 3 顾小星 丁 健 王继高 制表:刘初明 时间:2012年04月 ✿ 效果检查 由上述实验可以看出:在相同的负荷下,不同磨煤机的运行方式(如上层磨和下层磨运 行),火焰中心位置改变即炉内还原性氛围的位置改变,炉内一次脱硝效果不同,SCR入口 NOx浓度也不同,从而可以降低喷氨量。 不同磨煤机运行方式对SCR入口NOx的影响 实验次数123 BCDEF磨运行 (上层磨) 入口NOx263.14283.45253.526 出口NOx83.4483.8381.55 日耗氨量3908.44716.43809.68 ABCDE磨运行 (下层磨) 入口NOx207.93212.58205.13 出口NOx74.7374.1379.33 日耗氨量3019.203099.122709.68 对策实施一对策实施一 :: 实施内容:控制SCR入口 NOx浓度 实施地点:发电部七期生产 现场 实施人员 实施方案 改变燃烧器摆角 实施过程3 在燃烧工况允许的情况下,分别调整燃烧器摆动角度( 50~75%),其他影响因素保持不变,观察SCR入口NOx浓度变化 。如下表: 1 2 3 顾小星 丁 健 王继高 燃烧器摆角对SCR入口NOx浓度的影响 摆角角度75656050 进口NOx254.65 215.92 213.41 183.80 出口NOx69.71 75.75 83.03 70.04 脱硝效率72.62 64.92 61.09 61.89 日耗氨量3987.68 3126.08 2943.36 2535.76 ✿ 效果检查 如图,燃烧器下摆动相当于炉内火焰中心下移,同样有利于降低SCR入口NOx浓度。 总之,通过上述三个实验过程可以看出:调整二次风配比、燃烧器 摆角和磨煤机运行方式,均可以明显提高炉内一次脱硝效率,大大降低 SCR入口NOx浓度,降低喷氨量。 制表:刘初明 时间:2012年05月 对策实施二对策实施二 :: 实施内容:减缓催化剂活性 下降 实施地点:发电部七期生产 现场 实施人员 实施方案 严格控制入炉煤质中的硫份和SCR入口烟温、加强声波吹灰 实施过程 严格控制入炉煤质中的硫份, SCR入口烟气温度320~400℃,并加 强声波和吹灰器定期校验以及脱硝系统参数分析,发现问题及时联系处 理。利用#13机组调停机会,提取脱硝系统催化剂样本,送至厂家分析, 得出催化剂实际活性值,统计如下表: 1 2 3 高红雨 刘初明 田正寅 ✿ 效果检查 如图所示: 通过大家对脱硝系统的日常精心运行维护,催化剂实际活性下降速度得到 一定的控制,比论理活性高2.9%,脱硝效率提高,间接节约喷氨量7.8%。同时,催化剂 的实际使用寿命也延长了约1512小时。 制图:刘初明 时间:2012年06月 一、目标检查 通过控制SCR入口NOx浓度和减缓催化剂活性下降,#13机组2012年度SCR入 口NOx浓度为227.36 mg/Nm3 ,比2011年度下降了152.5 mg/Nm3,日均耗氨 量3.31吨,比2011年度减少了2.30吨。 #13机组脱硝运行情况分析 123456789 时间 11061107110811091110111111121201120212年度均值 进口NOx 406.39 401.97 344.48 386.92 357.43 362.46 399.40 316.05 276.56 227.36 出口NOx 92.87 84.86 89.76 98.63 98.86 93.97 91.36 98.10 95.50 77.83 日耗氨量 5826.65 5713.44 5828.88 5586.32 4929.84 5409.00 5987.52 4322.16 4224.72 3313.31 101112131415161718 时间 12031204120612071208120912101211121211年度均值 进口Nox 234.30 197.76 208.45 214.38 204.22 210.98 200.02 210.24 228.02 379.86 出口NOx 78.54 72.66 66.29 72.01 69.08 72.37 73.95 73.54 84.10 92.90 日耗氨量 3426.37 2842.53 3029.69 3387.13 3093.08 2980.94 2874.93 3101.10 3163.75 5611.66 活动后 目标值 活动前 单位:吨 目目 标标 实实 现现 !! 制图:刘初明 时间:2012年07月 一、经济效益 活动后 节约液氨成本: 2.30 ×1.01×3600×365=305.24(万元/ 年.台) 三、社会效益 活动后 减少了因过量喷氨导致氨气逃逸造成的环 境污染,为“和谐社会,美丽中国”贡献 了一份微薄之力。 二、附加经济效益 活动后 通过此次QC活动,我们的团队更加凝聚, 发现问题、分析问题、解决问题的能力取 得了进步。虽然不能直接产生经济效益, 但却是非常宝贵的无形财富。 四、无形效益 活动后 节约催化剂折旧成本: (2400/24000-2400/(24000+1512)) ×24 × 365 × 2=105.12(万元/年.台) 综合经济效益: 305.24+105.12=410.6 (万元/年.台) 自我评价表: 序号项目评 价 活动前活动后 1技术技能知识24 2个人能力35 3解决问题的能力25 4分析问题的能力34 5团队精神45 制表:顾小星 时间:2012年12月 由图可见,我们各方面都取得了长足的进步,尤其是团队精神得到了加强,组员的个人能力得到了提高, 但进步是没有极限的,我们以后会更加努力。 总结调整经验,加强推广力度和业务技能培训力度,建议部门制 定更加详细的经济指标竞赛规则,明确奖惩制度,充分调动广大职工 的积极性,加入到节能的实际行动中来。我们#14机组自投产以来就 借鉴了#13机组的运行调整经验,日均耗氨量降到了2.82吨,节能效 果明显优于兄弟电厂。 #14机组脱硝运行情况分析(2012.10~2013.02) 月 份2012.102012.112012.122013.012013.02均 值 进口NOx230.53 245.75 216.18 225.89 204.60 224.59 出口NOx71.36 72.52 76.04 83.20 79.27 76.47 日耗氨量2852.16 2975.52 2721.72 2953.08 2601.73 2820.84 制表:王继高 时间:2012年12月 1、通过QC小组成员的努力,我们达到了预定的目标,取得了一定的 经济效益; 2、在整轮PDCA循环中,小组成员以事实为依据,用数据说话,合理科 学的运用QC工具,让自己业务技能和QC工具的应用能力得到进步; 3、通过QC活动,我们的团队更加凝聚,一起发现问题、分析问题、解 决问题的能力得到了提高; 4、下一步我们计划以《提高1000MW机组褐煤掺烧率》为课题,进一 步挖掘百万机组节能增效潜力,增加市场竞争力。 谢谢各位专家评委!请多多指教!
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