喷氨格栅处烟气速度场对高效SCR均流与还原剂混合性能的影响

随着SCR脱硝效率的上升,喷氨格栅(AIG)处烟气速度场在SCR均流与混合技术中变得越来越重要.以某高效电站SCR为研究对象,利用经冷态模型校验过的SCR数值模型,分析AIG处烟气速度场10种典型变化对电站SCR系统内均流与还原剂混合性能的影响.结果显示,对高脱硝效率的SCR系统,AIG处烟气速度场变化对催化剂入口界面上氨氮比分布影响很大,对入口界面上速度场也有一定影响.设计中控制AIG处烟气流速不均匀性可以提高SCR内均流与混合的品质.在AIG处流速不均匀性控制得较好的高效SCR中,随着AIG处流速不均匀性上升,催化剂入口界面上氨氮比不均匀性增大;AIG处速度场与催化剂处速度场具有相似性.     

1100t/h塔式直流燃煤锅炉SCR脱硝装置入口烟温降低的方法及应用

为解决塔式燃煤直流锅炉脱硝装置入口烟温偏高的问题,设计了高温烟气换热器热力系统,将脱硝系统的入口烟温降至脱硝催化剂最佳运行温度范围,并对烟气热量进行回收利用.给出了高温烟气换热器热力系统技术方案,对系统投运效果进行了测试.结果表明:所提方法有效解决了选择性催化还原(SCR)脱硝装置入口烟温偏高的问题;在额定负荷下,脱硝效率可以提高1.4%;在负荷波动时,可以稳定SCR脱硝装置入口烟温;锅炉排烟温度和出口热风温度均降低.     

300 MW燃煤机组空预器防堵及阻力优化改造

某公司原有的脱硝系统存在喷氨过量,脱硝装置出口氨逃逸量大的问题,导致其300 MW燃煤机组的空预器硫酸氢铵堵塞严重.针对空预器本体进行防堵优化研究后,通过热风循环和喷氨格栅优化改造保证空预器运行正常化.改造后的现场实验结果表明,脱硝系统优化后,催化剂入口烟气流速分布的均匀性较好,催化剂进出口NOx浓度分布相对偏差满足改...     

600MW墙式对冲燃煤锅炉燃烧数值模拟

为了得到精确的SCR脱硝系统烟气参数(如速度、温度和NO_x浓度),建立了从锅炉炉膛到省煤器出口的全系统研究模型,对某600 MW亚临界对冲燃煤锅炉进行了数值模拟,将旋流燃烧器与炉膛作为一个计算域来模拟,过热器、再热器和省煤器等区域的受热面换热采用用户自定义函数(UDF)进行处理,得到了整个锅炉的速度场、温度场、NO_x体积分数以及省煤器出口的烟气参数。结果表明:省煤器出口的烟气参数分布不均匀,采用省煤器出口参数作为SCR脱硝系统设计或优化的条件,有利于提高脱硝效率、降低氨逃逸率。     

改进型(SNCR+SCR)混合脱硝工艺气液多组分混合特性的数值模拟

提出了改进型(SNCR+ SCR)混合法脱硝工艺,建立了省煤器出口烟道NH3逃逸的摩尔分数分布模型和SCR入口烟道流场均流导流组件模块装置,基于Fluent平台,对大型燃煤锅炉改进型(SNCR+ SCR)混合脱硝工艺在锅炉转向角处还原剂液滴与烟气的混合过程进行数值模拟,并进一步掌握SNCR后段烟气流场的氨氮混合特性和分布特性,同时考虑了混合过程与复杂温度场的相互作用,并探讨了其对SCR反应段的脱硝效果影响.计算结果表明,在喷枪位置固定条件下,传统SNCR反应区脱硝效率在尿素溶液喷射初期随喷射量增加而增大,但不是线性关系,当氨氮物质的量之比大于1.15后,增长减缓,且氨逃逸量与增加的尿素溶液量也非线性关系,改进型工艺在转向角补充尿素溶液喷射后,省煤器出口NH3摩尔分数与补充尿素溶液流量呈线性关系,大大降低了尿素耗量,新型均流导流组件解决了SCR反应器入口界面的回流、二次流以及入射角过大问题,优化后催化剂入口界面烟气速度标准偏差小于10％,浓度场偏差小于5％,在(SNCR+ SCR)脱硝总效率70％条件下,综合考虑漏氨,氨氮物质的量之比可控制在1.5以下.最后通过应用该模型计算实际燃煤机组电厂运行反馈信息来验证数学模型的正确性和可靠性.     

大型超超临界机组SCR系统问题探析

针对某电厂7000MW超超临界#1机组SCR系统脱硝出口的NOX数据与脱硫塔出口监测的NOX数据相差较大,为了控制SCR出口NOX浓度而大量喷氨的现象。本文通过试验研究,对该机组进行了SCR出口和脱硫塔出口NOX浓度分布测试,最终发现导致此现象的原因是A侧SCR入口喷氨存在较大不均匀性,进而导致了A侧SCR出口NOX浓度分布不均匀所致。通过改善A侧SCR入口喷氨均匀性,SCR出口与脱硫塔出口监测数据基本一致,同时还大幅降低了A侧SCR的喷氨量,取得了显著成效。本文研究成果对SCR脱硝系统的运行具有较强的指导意义。     

SCR脱硝系统静态混合器数值模拟

基于数值模拟方法,研究SCR脱硝系统导流板优化布置后,静态混合器不同半径、不同安装角设计方案对催化剂入口截面处氨气摩尔浓度和速度分布的影响。结果显示,半径1.0 m、安装角30°情况下催化剂入口截面氨气摩尔浓度偏差小于5%、速度偏差小于15%,氨气和烟气混合较均匀,满足SCR脱硝系统设计要求。     

SCR脱硝反应器入口烟气条件对反应器性能的影响

建立了SCR反应器三维模型,利用Fluent软件,通过UDF实现烟气组分因发生化学反应而引起的质量变化,从而模拟催化剂层复杂的脱硝反应,分别研究了反应器入口烟气速度、温度、NH3/NOx等对反应器性能的影响。结果表明:入口烟气速度分布不均匀性对反应器的性能影响不大,入口烟气NH3/NOx分布不均匀性对反应器的性能影响较大,而入口烟气温度分布不均匀性对反应器的性能影响最为显著;反应器脱硝性能更高时,其对入口NH3/NOx分布的均匀性要求也更高;反应器脱硝性能是入口烟气速度、温度及NH3/NOx综合影响的结果。     

SCR系统钢梁对催化剂入口烟气流动等参数影响的研究

利用冷态试验和数值模拟方法,研究某660 MW燃煤锅炉SCR烟气脱硝系统顶层预留层钢梁对烟气流速、氨气浓度以及催化剂磨损的影响。研究发现:催化剂上方钢梁对烟气具有分流作用,导致烟气速度和入射催化剂的角度在同一特定区域出现峰值,造成催化剂的磨损;工字钢规格越大、宽高比越大、数目越多、距催化剂首层距离越近,催化剂入口烟气相对速度偏差系数越大;钢梁扰流对氨浓度分布的影响非常小。     

烟道补燃宽负荷脱硝技术的研究与应用

针对燃煤机组深度调峰过程中低负荷下脱硝系统的投运问题,以某300 MW亚临界机组为研究对象,基于烟气直接加热的原理,提出了尾部烟道补燃宽负荷脱硝技术,通过烟道燃气补燃来直接加热烟气。结果表明:该技术可大幅度提升选择性催化还原(SCR)入口烟气温度,在低负荷下SCR入口烟气温升达10～30 K,在调峰过程中满足脱硝系统正常投入的要求;在启动过程中,投运补燃燃烧器可极大地缩短脱硝系统投运时间,满足并网且投入脱硝系统的需求。     

SCR脱硝反应器入口导流板设计优化分析

随着我国对NOx排放标准的不断提高,单纯依靠燃烧过程控制已不能满足国家标准要求,因此国家也相应出台了一系列控制燃煤电厂NOx排放的法律、法规和政策,促使我国加快燃煤电厂烟气脱硝装置的建设。SCR脱硝技术具有脱硝效率高、运行可靠等优点,已得到了广泛应用。文中主要介绍燃煤电厂SCR脱硝反应器入口导流板对SCR脱硝反应器流场的优化作用及入口导流板设计优化分析,对SCR脱硝反应器入口导流板的设计原则及优化分析等进行了一定的阐述。     

现役燃煤机组SCR脱硝装置关键参数性能评估

针对我国现役采用SCR(Selective Catalyst Rednction,以下简称"SCR-")烟气脱硝工艺燃煤机组脱硝装置的运行情况,研究了脱硝装置的脱硝效率、进出口NOx浓度分布、进口速度分布、氨逃逸、系统阻力、运行烟温等关键参数,掌握了现有采用SCR烟气脱硝工艺燃煤机组脱硝装置关键参数的实际运行状态,并分析其对脱硝装置运行的影响和解决办法,为燃煤机组SCR烟气脱硝装置的稳定、高效、经济运行提供借鉴及参考。     

O_2/CO_2气氛下煤粉燃烧NO排放特性

在沉降炉上对O_2/CO_2气氛下超细煤粉(0~20,μm)、大粒径煤粉(70~100,μm)以及二者混合煤粉NO的生成特性进行了研究,结合红外光谱分析研究了煤焦表面含氧官能团与NO生成之间的关系.结果表明:随着挥发分析出燃烧和煤焦燃烧的进行,NO沿炉子长度方向分布呈现为"M"型.入口气氛中氧体积分数提高,NO生成速度加快,入口附近NO体积分数峰值提高,炉子出口附近NO体积分数并未同步提高.煤粉粒径分布不同,沿炉子方向NO分布曲线形态不同,NO峰值出现位置发生改变.入口氧体积分数不同,煤焦表面含氧官能团生成规律不同,煤焦表面含氧官能团增加,有利于降低NO的生成.     

基于RBF神经网络的SCR脱硝系统喷氨优化

为实现对电厂选择性催化还原(SCR)脱硝装置喷氨的优化控制,以广东某电厂350 MW锅炉为研究对象,采用径向基函数(RBF)神经网络法,以锅炉负荷、烟气体积流量、SCR烟气温度、脱硝进口NO_x 质量浓度以及喷氨质量流量等为输入变量,以SCR脱硝效率为输出变量,建立输入变量与输出变量之间的关系模型,实现对SCR脱硝效率及脱硝出口NO_x 质量浓度的预测.在满足NO_x 排放标准的前提下,以SCR系统运行成本最小为目标,利用Matlab对该模型进行仿真实验,寻求氨耗成本和电耗成本与NO_x 排放费用的临界点,得到最佳喷氨质量流量.结果表明:最佳喷氨质量流量计算值比实测值或高或低,但在满足NO_x 排放标准的前提下,其SCR系统运行成本呈降低趋势.     

省煤器分级在提升700MW燃煤机组SCR脱硝系统投运率的应用研究与实践

通过实施省煤器分级改造来提高700 MW燃煤机组低负荷段SCR脱硝系统投运率的工程案例进行了研究分析。结果表明:改造后各负荷段(250 MW^700 MW)SCR入口烟气温度得到不同程度提高,且均满足SCR脱硝催化剂连续喷氨的参数要求,NO x排放浓度普遍降低,特别是低负荷段尤为明显,完全符合当前国家及地方环保要求;同时,锅炉排烟温度进一步降低,额定工况下锅炉效率略有提升,有效保证了机组的安全、经济、稳定运行。此外,改造后该机组每年可为电厂减亏1924万元。实践证明:该项技术改造方案取得了较好的工程效果,为国内采用SCR脱硝系统的燃煤机组有效解决低负荷段NO x的排放难题提供了可靠的技术参考。     

国内首台火电机组省煤器分级改造提高SCR入口烟温实践

北仑电厂2号锅炉低负荷时省煤器出口烟温过低,不能保证机组的脱硝投运率,通过省煤器的分级改造,提高了SCR入口烟气温度,既满足了脱硝设备的烟温要求,又不影响锅炉热效率,为国内同类机组脱硝改造提供了借鉴.     

给水置换式省煤器系统在电站锅炉中的应用

将给水置换式省煤器系统运用到电站锅炉低负荷下SCR安全投运的改造中,将部分温度较低的工质水直接引流到下降管中,同时将部分省煤器出口温度相对较高的热水置换到省煤器入口。结果表明:通过给水置换的方式可提高省煤器实际入口工质水的温度,减小省煤器的传热温压,减少省煤器的换热量,提高省煤器出口的烟气温度,即提高了脱硝设备入口的烟气温度,达到了在低负荷下安全投运脱硝设备的目的;改造后锅炉可在低负荷下安全稳定运行,因脱硝设备不能投运而产生的NOx排放量也减少。     

不同燃烧气氛条件下SCR烟气脱硝性能实验研究

以淮南烟煤为例,经计算得到富氧、O_2/CO_2以及空气燃烧条件下的烟气成分,通过模拟不同烟气成分,在实验室活性测试平台上研究了氨氮比α、温度(表征反应速率常数k)、表观速度(表征停留时间τ)、入口NO初始的质量浓度CNO以及烟气成分中H_2O和O_2对SCR催化剂脱硝性能的影响。结果表明:相同实验工况下,与空气气氛相比,富氧和O_2/CO_2气氛下SCR烟气脱硝效率降低了8%;不同气氛下,随氨氮比、温度的增加,脱硝效率增长,且增长速率逐渐降低;表观速度增加时,脱硝效率减小,且减小速率也逐渐减低; CNO减小时,脱硝效率仅变化了1%左右;烟气中H_2O和O_2也会影响脱硝性能,但均与烟气中的CO_2无关。     

锅炉SCR入口NO_X浓度的控制

某公司锅炉脱硝系统采用空气分级燃烧技术和锅炉尾部烟气脱硝技术。由于空气分级燃烧技术造成炉膛火焰中心上移,影响锅炉飞灰、排烟、CO和减温水量指标,造成锅炉效率下降、增加运行成本。SCR设备运行需消耗液氨,相同脱硝效率下液氨成本取决于烟气量及SCR入口NOx浓度。SCR入口NOx浓度越低消耗的液氨量越少、液氨成本越低,但一味降低SCR入口NOx浓度可能会造成炉效下降幅度过大。为了确定机组NOx的排放浓度,在300MW负荷下对机组进行了不同NOx排放浓度下炉效和液氨总成本的测试,并得出相应经济的配风方式。     

SCR脱硝优化概述

针对出现问题的SCR脱硝系统,采用SCR脱硝优化技术如:降低进入反应器内的飞灰含量、优化现有SCR脱硝系统流场、优化SCR脱硝喷氨控制系统等,可有效减缓催化剂磨损、堵塞,提升截面流速分布均匀性、氨浓度分布均匀性,降低氨逃逸等目标,最终使SCR脱硝系统节能稳定运行。