大唐南京环保科技有限责任公司 党委委员 副总经理 李小海
一、催化剂全寿命管理目的
催化剂全寿命管理即从催化剂全寿命期的视角，运用集成化管理的思想，将催化剂设计、制造、检测、运行维护、再生和报废等方面有机集成，从设计、校核、催化剂性能检测、运行维护管理、运行优化、人员培训、加（换）装（再生）方案选择、报废处理方案设计、实施过程管控等方面进行专业精细化管理，降低脱硝系统初始资产投入，确保资产运行安全，严控资产投运成本，提升资产运行人员专业素质，最大化项目投入产出比，确保脱硝系统长期、高效、安全运行。
二、催化剂全寿命管理工作的内容
火电机组脱硝催化剂全寿命技术管理主要包含三部分工作内容，分别为（1）脱硝催化剂设计采购技术管理工作；（2）脱硝催化剂运行技术管理工作；（3）脱硝催化剂更换技术管理工作。
1、脱硝催化剂设计采购技术管理工作
为保证脱硝催化剂设计参数针对煤种条件和机组特征进行优化，确保脱硝催化剂供货质量达到设计要求开展检测及技术管理工作，工作流程如图1所示。
图1 脱硝催化剂设计采购技术管理工作流程图
2、脱硝催化剂运行技术管理工作
针对运行中脱硝催化剂的性能、质量、寿命三方面技术指标开展检测和评估工作，建立脱硝催化剂健康状态档案，实现脱硝系统运行中故障的科学诊断和科学处理，建立脱硝催化剂性能和寿命评估预判体系，做到问题能预测、事故能避免、故障能处理，确保脱硝催化剂安全、可靠、高效运行。工作流程如图2所示。
图2 脱硝催化剂运行技术管理工作流程图
3、脱硝催化剂更换技术管理工作
针对目前脱硝催化剂寿命末期缺少性能质量评定手段，而脱硝催化剂更换处置方案包括清洗、再生、报废等多种技术，易出现好脱硝催化剂轻易报废导致的巨大浪费，而问题脱硝催化剂的连续使用又存在安全风险，因此发电企业在运脱硝装置增加或更换脱硝催化剂时必须提供现有脱硝催化剂的质量和性能检测报告，脱硝催化剂采用再生、更换等方案应综合评估，充分论证。
图3 脱硝催化剂更换技术管理工作流程图
三、催化剂全寿命管理实施细则
1、建立项目档案
收集原有项目所有技术资料，涵盖基础项目信息、实际运行工况信息、催化剂设计制作资料、图纸、技术协议、性能试验报告、催化剂检测报告、历史运行数据、历史运行事件记录、年度检测报告等资料，并派专业技术人员赴现场进行现场评估。录入项目联系人信息、检修计划信息、历史全寿命管理服务数据等，建立《项目用户档案》。
2、催化剂设计方案校核
依据项目档案资料，设计催化剂方案，并对现有方案进行校核，核算安全裕量，测算催化剂工况适应能力，提交项目初步评估报告。
3、催化剂性能检测
对新鲜催化剂、在役催化剂甚至事故催化剂进行性能检测，测算催化剂化学使用寿命，提交催化剂性能检测报告。
4、运行、维护、管理
根据项目初步评估报告结果，结合催化剂性能检测报告，对项目历史运行事件进行原因分析，如催化剂磨损原因分析、效率不达标原因分析、空预器堵塞原因分析、氨逃逸超标原因分析、压降过大原因分析等方面。接入中国大唐集团脱硝催化剂大数据分析中心实时运行数据，对各项运行参数进行物料衡算、运行异常预警、优化检修计划，提交运行维护管理报告。
5、运行优化调整
依据运行维护管理报告，提供脱硝系统吹灰器运行控制、最低运行温度、启动流程、喷氨系统控制逻辑、停机过程等方面的优化运行策略。对脱硝系统进行冷态流场测试，保证催化剂机械寿命。对SCR系统进行CFD流场模拟、SCR物理模型验证、喷氨格栅优化调整等优化调整工作，延长催化剂化学使用寿命。
6、人员培训
对项目运行人员进行专业基础知识能力培训，并就运行维护管理报告、优化调整方案、具体实施方案等方面进行专业培训，让运行人员掌握一般专业问题解决能力、运行趋势分析能力。
7、加（换）装、再生方案选择
对寿命末期的催化剂进行性能检测，并提供催化剂加（换）装、再生方案设计咨询服务，对多种方案的技术、经济性进行分析比较，提供项目最优化方案。
8、报废处理方案
对待报废催化剂进行处置前性能检测，判定催化剂剩余价值，提供报废处理方案或对方案进行评估，提交报废处理方案评估报告。
9、实施过程管控
对加（换）装、再生方案实施过程中的新增催化剂、再生催化剂进行性能评估，审查涉及的各项资质文件，扮演业主工程师、现场监理工程师角色，全面协助业主管控具体实施过程。
10、专业化管理服务末期效果评估
综合各项关键节点的报告内容，结合历史运行时间记录，对全寿命管理服务周期内的脱硝设施的运行情况、消缺情况等进行全面总结。
图4 脱硝催化剂全寿命管理措施
四、催化剂全寿命管理结果的运用
通过对全集团开展脱硝催化剂的检测，掌握各个电厂催化剂的实际性能，可以对脱硝催化剂的技术监督、寿命管理、运行指导等方面起到以下作用：
1、掌握整体性能：通过对SCR反应器内催化剂整体情况的检查，并结合实验室的理化性能检测，掌握当前催化剂的真实性能，分析当前催化剂性能能否满足脱硝系统要求，判定电厂是否存在煤质严重偏离设计煤种、吹灰系统运行、流场设计不合理等现象，评估当前催化剂是否提前失活。
2、进行全寿命管理：对在役催化剂进行寿命管理，预判催化剂的剩余使用寿命；催化剂化学寿命已到期的，以催化剂检测结果支撑催化剂加（换）装设计、再生/报废意见，避免简单的按催化剂的设计寿命更换或加装催化剂，合理的制定催化剂补充/更换/再生策略，最大化利用现有催化剂价值，以达到既满足脱硝性能要求，又能够节约系统生产成本的目的。
3、精准优化设计：对在役脱硝催化剂的历史性能检测数据进行整理和归档，建立催化剂性能数据库。掌握催化剂的实际失活速率及失活原因，摸清真实运行边界条件，作为运行工况调整、催化剂设计选型的重要依据，修正设计裕度，优化催化剂体积用量，降低催化剂使用成本。
4、评估分析原因：评估催化剂是否存在砷、重金属、碱金属等中毒现象，评估催化剂表面是否存在硫酸氢铵粘附情况等，分析催化剂运行异常与煤质、燃烧、流场、喷氨等方面的因果关系。
5、提出解决措施：依据电厂催化剂评估结果，提出配煤掺烧意见。针对空预器差压及粉煤灰特性变化情况，提出流场及喷氨系统优化方案。
脱硝催化剂是火电机组SCR烟气脱硝系统的核心，脱硝催化剂性能检测是脱硝系统生产管理中重要工作之一，也是催化剂加（换）装、再生处置和脱硝系统安全经济运行的关键依据。加强脱硝催化剂全寿命检测对防范运行安全事故、坚守环保红线、实现精益化管理有着重要意义。火电机组脱硝催化剂检测若存在不检测、检测标准不高、技术指标不全面、流于形式、过程管控水平差等突出问题，将严重影响脱硝系统安全管控水平和提质增效能力。为此，开展火电机组脱硝催化剂检测管理提升工作，将脱硝催化剂检测纳入脱硝系统技术监督服务体系，加强脱硝催化剂全寿命检测，科学指导催化剂的加（换）装、再生处置及生产运营管理，提升脱硝系统安全、可靠、经济运行水平具有非常重要的意义。
