300MW机组SCR脱硝系统喷氨优化调整

对某300 MW机组SCR脱硝系统进行喷氨优化调整,通过分析SCR反应器出口烟气流速、氮氧化物质量浓度和氨逃逸量,对各喷氨支管的阀门开度进行调节,调整后A、B侧出口氮氧化物质量浓度分布的不均匀度分别降为4.19%和4.83%,平均氨逃逸量降为1.60×10~(-6)和1.29×10~(-6),脱硝效率提高到88.92%和89.11%,喷氨优化效果良好。     

火电厂SCR脱硝系统喷氨优化调整

为缓解火电厂选择性催化还原(SCR)脱硝系统脱硝反应器出口NO_x质量浓度分布不均、局部氨逃逸大等问题,本文基于某旋流燃烧锅炉的实例详细介绍了火电厂SCR脱硝系统喷氨优化调整过程,指出进行喷氨优化调整的三大步骤分别为摸底诊断、优化调整、效果验证。通过调整,495 MW负荷下,烟囱出口NO_x质量浓度值控制在25 mg/m~3左右,脱硝反应器两侧出口NO_x质量浓度分布不均匀度分别由57.6%、90.2%下降至33.8%、35.6%;氨逃逸体积比分别由1.93、2.09μL/L下降至1.31、1.44μL/L;反应器出口与烟囱出口NO_x在线仪表值偏差降至10 mg/m~3以内,调整效果明显。     

某330 MW机组烟气脱硝系统超低排放性能诊断与分析

超低排放改造后,一些电厂NO_x排放未达到预期目标。为解决此类问题,以某330MW超低排放机组为例,对运行了15500h的烟气脱硝装置进行现场勘查、运行资料收集,并对运行催化剂进行取样检测,逐一排查NO_x超标排放的原因。研究结果表明：SCR脱硝系统设计裕量低,催化剂主活性成分V₂O₅含量偏低,催化剂微孔数与活性点位数减少导致脱硝效率下降,加之反应器入口NO_x浓度偏高、负荷变化频繁、喷氨响应不及时,造成SCR脱硝装置出口NO_x浓度超过50mg/m³。建议加强锅炉优化运行,尽量避免入口NO_x浓度大幅度波动,提高喷氨响应速度,并应新增1层催化剂,将现有2层催化剂进行再生,以确保NO_x排放浓度稳定达标。     

燃煤锅炉SCR脱硝系统及其流场优化研究

为解决燃煤机组瞬态过程中选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction,SCR)系统精准喷氨困难的问题，基于数值计算结果对燃煤锅炉的省煤器出口烟道导板和SCR顶部导流板进行优化，建立被控系统和动态响应模型，利用人工智能算法在线完善模型，以实现精准喷氨。改造后，SCR入口烟道A、B侧烟气流速分别为9.0 m/s和9.2 m/s，相对标准偏差C_V值为11.4%和10.7%。SCR入口烟道A、B侧NO_x平均质量浓度为250.7 mg/m³和260.5 mg/m³，相对标准偏差CV值分别为4.8%和5.0%。SCR出口烟道A、B侧NO_x平均放质量浓度为47.1 mg/m³和51.6 mg/m³，相对标准偏差C_V值分别为12.3%和12.5%，基本实现了超低排放的要求。液氨单耗从改造前0.278 3 kg/MWh下降到0.215 2 kg/MWh，下降了27.8%。     

基于CFD模拟计算的SCR脱硝系统喷氨优化试验方法

提出了一种对脱硝系统进行计算流体力学（CFD）模拟计算、并引入示踪气体精准调节喷氨格栅阀门的方法。将SCR系统全尺度建模划分网格,对部分喷氨支管使用等量示踪气体替换原有烟气,数值模拟SCR反应器内气体湍流流动、多组分扩散,计算反应器出口断面各示踪气体的浓度分布,获得各喷氨支管喷出的氨气所对应的影响区域,精确指导试验人员调整每根喷氨支管的开度,调节喷氨流量,使反应器出口断面NO_x浓度均匀分布。以某1 000 MW机组塔式锅炉SCR入口烟道为实例进行验证,结果表明,该方法能够提高典型试验的效率和准确性,能有效指导现场喷氨优化试验。     

W火焰锅炉SCR脱硝超低排放技术及应用

截至2021年底,全国已有超过95%的燃煤火电机组实现了氮氧化物超低排放,剩余均为燃用无烟煤的W火焰锅炉,其产生的氮氧化物质量浓度高达750～1 200 mg/m³,实现超低排放难度大,是我国实现超低排放政策的“最后一公里”。目前,选择性催化还原(SCR)脱硝流场技术主要有“SCR分区混合动态调平技术”“全烟道断面混合流场技术”“常规精准喷氨技术”等。以某设计脱硝效率需高达95%的W火焰锅炉为例,通过计算流体力学(CFD)模拟的方式对比3种技术的性能指标,“SCR分区混合动态调平技术”的各项指标明显优于其他技术。工程改造后,在脱硝系统入口氮氧化物质量浓度为1 000 mg/m³,出口低于50 mg/m³时,可实时保持氨逃逸量小于3μL/L,远超常规SCR脱硝系统最高设计效率(93%),为W火焰锅炉氮氧化物超低排放提供了新的技术路线。     

SCR超低排放综合诊断及闭环优化

针对燃煤电厂烟气脱硝系统存在的流场不均、氨逃逸导致空气预热器堵塞以及NO_x排放不能在全负荷段稳定达标等典型问题,提出了SCR超低排放综合诊断及闭环优化策略。结合某630 MW机组实施超低排放改造具体案例,以在线大数据和性能检测为基础,数值模拟和系统诊断为手段,通过模拟评估及试验分析进行预判,提出改进方案并予以优化、修正和实施,最后结合性能试验对超低排放改造实施效果进行验证。研究结果表明,采用多元手段进行SCR系统综合诊断和闭环优化,NO_x浓度场标准偏差从18.6%下降至4.89%,脱硝效率从86.7%提高至89%以上,NO_x排放质量浓度稳定低于50 mg/m³,SCR系统出口氨逃逸质量浓度从16 mg/m³下降至0.75 mg/m³,超低排放改造效果显著。     

前馈修正的循环流化床机组脱硝系统多模型预测控制研究

双碳政策的深入推进对燃煤机组负荷灵活调峰能力提出了更高要求,然而机组负荷大范围变化时会造成烟气NO_x浓度的大幅度波动,提升了NO_x超低排放控制的难度。针对大范围变负荷工况下难以快速、精准调控喷氨量的难题,以某循环流化床机组联合脱硝系统为研究对象,建立关键参数前馈修正与多模型预测控制耦合的控制策略,以炉膛出口烟气温度为依据划分工况子模型,根据阶跃扰动试验及改进粒子群算法对各子模型进行参数辨识,并通过隶属度加权方法建立多模型控制器。工程应用结果表明,前馈修正的多模型预测控制方法在平稳负荷工况时波动范围达到±5.8mg/m³,变负荷工况时为±8.1mg/m³,标准差分别为2.10和2.89mg/m³,应用结果证明了该控制方法的有效性。     

350 MW燃煤机组脱硝装置喷氨优化调整及其缺陷分析

按照国家环保要求(燃煤发电机组脱硝装置出口NO_x质量浓度≤50 mg/m~3),对某350 MW燃煤机组手动调节阀门开度进行喷氨优化调整。优化调整后,A侧和B侧出口折算NO_x质量浓度均值分别为23.3 mg/m~3(标准状态、干基、6%O_2)和35.1 mg/m~3(标准状态、干基、6%O_2),满足排放标准,喷氨量分别降低13.1 m~3/h和17.1 m~3/h,氨逃逸分别降低0.78×10~(-6)和1.09×10~(-6);但调整前后同一测点平面不均匀度未有明显改善,相对高值和相对低值的位置不变。经分析,出现这种情况与脱硝装置的系统缺陷有关,建议电厂停机期间更换喷氨管道调节阀,检查喷氨分配管腐蚀情况及催化剂组块间密封情况,定期进行催化剂活性测试,发现问题及时消除。建立物理模型试验或者数值模型模拟,确定科学的导流板安装位置,优化烟气测量装置和控制逻辑,整体提升脱硝装置性能。     

CFB锅炉吹脱分离型SNCR脱硝系统设计及调试研究

为了确保CFB锅炉烟气NO+x排放浓度满足环保要求,对1060 t/h CFB锅炉吹脱分离型SNCR脱硝工艺及主要参数进行设计,并阐述系统主要组成部分、工作原理和SNCR布置形式。对脱硝系统中各分系统的主要调试内容进行说明,并列出调试过程中的重点注意事项。针对该脱硝系统进行热态调整试验,试验结果为:NSR接近设计值2.0左右时,机组100%负荷及75%负荷下,喷氨后NO_x排放浓度分别由喷氨前的均值183.22 mg/Nm~3和111.96 mg/Nm~3降至均值86.62 mg/Nm~3和59.96 mg/Nm~3,平均脱硝效率分别为52.72%、46.45%,平均氨逃逸浓度分别为3.03 mg/Nm3、1.71 mg/Nm~3。     

SCR脱硝系统喷氨优化及最大脱硝效率试验研究

分析了目前国内发电机组选择性催化还原技术(SCR)脱硝系统喷氨不均匀的原因,通过对2个机组SCR系统进行喷氨格栅(AIG)优化调整,得到保证氨逃逸值合格时的最大脱硝效率。试验结果表明,AIG优化调整后,脱硝效率为50%时,反应器A侧和B侧出口NOx浓度分布的相对标准偏差分别由31.59%、40.44%下降至9.25%、8.97%;脱硝效率为74.3%时,出口NOx浓度分布相对标准偏差仍可达到9.89%、10.75%。在催化剂投运16 000h后进行的最大脱硝效率试验结果显示,机组600MW负荷时最大脱硝效率由投运初期的87%降低到75%,降低约12%。     

碱基吸收剂脱除SO3试验研究

燃煤机组选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统在运行过程中，烟气中的NH₃与SO₃在特定温度下生成液态硫酸氢铵(ABS)，易在0～40%低负荷造成脱硝催化剂ABS失活和加剧空气预热器冷端换热元件ABS灰垢堵塞。碱粉喷射脱除SO₃是控制ABS的重要方法，但现有的格栅式多喷嘴装置存在喷射不均、SO₃脱除效率低等问题。研发了立式气固流态化混合分配装置，改善了烟道截面的粉体喷射均匀性。中试试验结果显示：SCR脱硝系统上游烟气中的SO3脱除效率达到55.6%，催化剂ABS结露温度降低8.6℃，最低连续喷氨运行温度降低11.9℃，可拓展催化剂安全运行温度下限，并减轻对机组调峰负荷下限的制约；空气预热器上游SO₃脱除效率达到84.3%,ABS沉积影响系数降低86.9%，可延缓空气预热器冷端的ABS灰垢堵塞；烟囱SO₃排放浓度约为2.5～3.4 mg/m³，可消除蓝色烟羽。     

SCR烟气脱硝系统喷氨优化实例分析

某电厂在没有增加第3层脱硝催化剂的情况下仅通过增加喷氨量降低NO_x排放质量浓度,结果CEMS监测数据显示,SCR反应器出口烟道处与烟囱入口处的NO_x质量浓度出现偏差,最高达30 mg/m~3。通过对喷氨支管阀门进行优化调整,提高NO_x和氨混合的均匀度,基本消除了NO_x质量浓度偏差,经验可供同类型机组借鉴。     

SCR烟气脱硝喷氨自动控制分析及优化

针对某电厂660 MW超临界机组在脱硝系统投运时喷氨自动不能正常投入,无法精确控制脱硝出口NOx排放浓度的问题,分析了喷氨自动控制的影响因素,对现有喷氨自动控制采取移位选取不当的烟气自动监控系统(CEMS)取样测点、调整自动吹扫/标定时间及每路进氨支管手阀的开度等进行优化,优化控制系统逻辑:主调控制回路不再修正摩尔比,副调控制回路在得到喷氨流量后加上人员手动偏置量,优化后脱硝喷氨自动调节可以长时间正常投入,出口NOx排放浓度满足了环保达标排放要求。     

某330MW机组SCR脱硝系统运行优化调整试验分析

通过对某330 MW机组选择性催化还原法(SCR)脱硝系统进行运行优化调整试验分析,阐述在不同负荷下的系统脱硝率、氨逃逸浓度、SO2/SO3转换率、系统入口烟气流场、系统阻力、系统温降及温度场等运行特性,为后期机组运行排放达到环保指标,提高脱硝效率并减少氨逃逸,实现对喷氨系统进行精确调整提供技术依据和必要的数据,也为其他SCR系统进行优化调整试验研究提供借鉴的思路。     

基于流场多变的SCR脱硝系统喷氨优化调整试验

为解决负荷变化直接影响脱硝系统入口烟气流场,导致喷氨匹配较差,造成脱硝系统出口氨逃逸率升高而引起空气预热器堵灰等问题,对某电厂600 MW机组选择性催化还原(SCR)装置,在600MW负荷下进行了现场喷氨优化调整试验,并基于流场多变,对现场优化调整试验后的效果,在320MW工况下进行了验证试验。结果表明:喷氨优化后,反应器A、B出口的NO_x质量浓度分布均匀性均有明显提高,其相对标准偏差分别由27.8%、20.2%降低到16.2%、14.6%;在脱硝效率和氨氮摩尔比变化幅度不大的情况下,反应器A、B两侧的平均氨逃逸率分别下降了63.6%和64.3%,优化效果显著;320 MW负荷下SCR反应器出口NO_x质量浓度分布仍然不均匀,其相对标准偏差增大,且在氨氮摩尔比一定时其脱硝效率低于600 MW工况,与理论方法分析的结果相比实际测试脱硝效率值偏低。建议改进或优化脱硝系统进口烟道的整流装置实现流场均匀,以改善脱硝系统出口NO_x分布的均匀性,降低氨逃逸率,同时提高脱硝效率。     

超低排放形势下SCR脱硝系统运行存在问题与对策

针对超低排放形势下选择性催化还原(SCR)脱硝系统运行过程中出现的NO_x排放超限、空气预热器硫酸氢铵堵塞加重等问题,分析其主要与超低排放对SCR反应器中NH3/NO_x分布的均匀性要求提高,SO_2/SO_3转化率升高,喷氨优化控制要求提高,最低喷氨温度升高及催化剂寿命管理更加复杂等有关。对此,提出了通过喷氨优化调整和流场优化改造改善NH3/NO_x分布均匀性,减少催化剂的用量及钒含量控制SO_2/SO_3转化率,降低脱硝系统入口喷氨量、SO_3质量浓度或设备改造来拓宽低负荷脱硝运行范围,通过喷氨控制系统优化降低NO_x排放超标及过量喷氨的风险,采取有效的催化剂寿命管理延长催化剂使用寿命、降低废催化剂产生量等解决方案。对实现燃煤电厂SCR脱硝系统的安全、高效及经济运行具有指导意义。     

670MW机组SCR脱硝系统喷氨优化试验研究

以华电潍坊发电有限公司670MW机组SCR烟气脱硝装置为研究对象,通过调整各喷氨支管阀门开度、SCR出口NO_x浓度最低控制值试验,提高SCR出口NO_x浓度分布均匀性,确定出口NO_x浓度合理控制值,降低氨逃逸。结果表明,喷氨优化试验后,A、B侧反应器出口NO_x质量浓度分布相对标准偏差分别由25.46%、31.91%降至9.55%、11.48%;综合考虑各项因素,建议机组SCR出口NO_x质量浓度运行控制值高于35 mg/m^3,可避免正常运行中氨逃逸高于设计值的现象。     

600MW机组SCR烟气脱硝系统性能分析与诊断

某火电厂600 MW机组SCR烟气脱硝系统通过增加喷氨量,使SCR反应器出口NO_x排放质量浓度降至50 mg/m3以下,但由于SCR烟气脱硝系统喷氨量过大、NO_x与氨混合的均匀度不足、烟气流速超过设计值、氨逃逸监测表计不准确等原因,环保系统出现了电除尘器二次电流下降、布袋除尘器阻力增加、SCR反应器出口烟道处与烟囱入口处的NO_x质量浓度存在偏差等问题。通过调整喷氨量和各喷氨阀门的开度,提高了NO_x与氨混合的均匀度,消除了NO_x质量浓度偏差,并就具体问题给出了相应的建议。     

大型火电机组SCR烟气脱硝全流场数值模拟分析与优化

针对某1 000 MW机组选择性催化还原烟气脱硝系统内流场分布不均与氨逃逸值过大的现象,采用ANSYS Fluent软件对该系统进行数值模拟研究。通过分析原模型的流场、浓度场、氨逃逸与脱硝效率等特性,分别提出针对流场分布的三角区域扰流板布置方案和针对反应物浓度场分布的氨气入口角调整与平衡喷氨策略。研究结果表明:在三角烟道区域顶部增设5块平行扰流板可缓解烟气在壁面处速度过大的现象,催化剂入口流速相对标准偏差由16.31%下降至8.10%,有效地提高了系统的流场分布均匀性;在采用氨气入口角优化结合平衡喷氨策略后,催化剂入口氨气浓度相对标准偏差下降至20.62%,反应器出口的氨逃逸量平均值由0.120 03×10–3 mol/m3下降至0.058 23×10–3 mol/m3,降低了氨逃逸对后续系统的影响。