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.     

一种控制燃煤机组SCR烟气脱硝系统氨逃逸的优化调整方法

以某烟气脱硝工程3号机组为例,针对选择性催化还原(SCR)脱硝反应器出口NO_x质量浓度偏差大、氨逃逸率高的问题,提出了一种喷氨均匀性调整优化方案。采用该方案对喷氨格栅每路供氨支管上的手动调节阀进行调整,最终在反应器出口建立均匀、稳定的NO_x分布。优化调整前后系统A、B两侧的NO_x不均匀度分别从55.1%和19.2%,降至27.6%和14.7%;SCR脱硝系统的平均氨逃逸率从3.289 6 m L·m~(-3)降至1.265 7 mL·m~(-3),表明采用该优化调整方法可使反应器出口NO_x分布均匀,降低氨逃逸率,有利于系统的安全、稳定运行。     

超低排放SCR烟气脱硝系统的优化分析

SCR烟气脱硝系统超低排放改造后出现了NH_3/NO_x分布均匀性及喷氨优化调整要求提高的现象。对此,在流场优化的基础上提出了基于氨氮比修正因子的SCR喷氨优化调整方法,采用CFD数值计算对比分析了某300 MW机组优化导流装置前后考核截面速度分布、压差变化以及喷氨优化调整前后的氨氮比分布,最后将计算结果与工业性试验进行了比较。结果表明:通过对导流装置的优化,SCR反应器的流场得到较大改善,可满足超低排放后SCR系统对流场的要求。基于氨氮比修正因子的SCR喷氨优化调整方法解决了仅依靠经验调整反应器出口NO_x浓度场耗时长、效率低、难度大的缺点,优化后的SCR脱硝系统运行指标良好,实现了稳定的超低排放运行。     

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。     

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。     

某600MW机组低氮调整与喷氨优化耦合应用

对1台600 MW四角切圆的双炉膛燃煤锅炉进行了低氮燃烧调整和SCR脱硝喷氨优化试验。结果表明:通过对燃尽风、炉膛氧量及喷氨格栅各支管流量分配进行了优化,降低了省煤器出口NO x浓度,提高了SCR脱硝反应器出口NO x与氨逃逸浓度分布的均匀性,可有效地预防和减轻空气预热器的硫酸氢铵堵塞,为实现脱硝超低排放稳定运行提供了技术支持,对同类型锅炉设备的降氮优化调整和改造具有借鉴意义。     

非均匀入口条件下SCR脱硝系统流场优化改造技术研究

某发电厂645 MW机组选择性催化还原(SCR)脱硝系统靠近后墙区域喷氨支管磨损严重,管道内积灰较多,喷嘴堵塞,靠近前墙区域的顶层和第二层催化剂也磨损严重,导致脱硝出口NO_x质量浓度分布均匀性变差,局部氨逃逸率升高,空气预热器硫酸氢铵堵塞问题加重。采用计算流体力学(CFD)数值模拟方法,根据实际测量数据获得符合工程实际情况的SCR非均匀入口边界条件,对该机组脱硝系统的流场进行了技术研究,提出了氨喷射系统前置和导流板优化方案,并实施了改造。改造后测试结果表明:脱硝系统流场均匀性得到了很大提高,各负荷下脱硝出口NO_x质量浓度分布变异系数值保持在20%以下,氨逃逸率稳定在1.0～2.0μL/L,无明显喷氨支管和催化剂磨损、空气预热器堵塞等问题,达到了改造的预期目的。     

基于CFD建模的1000MW电站锅炉SCR脱硝系统喷氨策略优化

以某1 000 MW电站锅炉的选择性催化还原(SCR)脱硝系统为研究对象,入口截面采用现场实测流场和NO_x浓度场分布数据,对耦合反应器内的湍流流动、多组分混合及化学反应进行了基于CFD建模的数值计算研究,并基于氨氮比一致分配理论,利用数值模拟多次试算获得最优喷氨策略,对该最优喷氨策略进行现场验证.结果表明:实际入口为非均匀流场和浓度场,采用均匀喷氨策略,催化剂上部截面氨氮比及出口附近测点位置氨气浓度分布极度不均,氨逃逸严重;现场验证实验表明,本文方法确实可有效地指导喷氨优化调整,降低调整盲目性,提高现场工作效率.     

500MW机组脱硝系统喷氨格栅优化设计

合理的喷氨系统可保证烟气中的氮氧化物和脱硝剂氨均匀混合,有利于提高脱硝效率,节约氨耗量;减少催化剂预装量,延长催化剂寿命;保证达标排放,降低硫铵堵塞引发的安全风险;降低投资和运行管理成本。以某500 MW机组SCR系统为研究对象,设计3种不同形式的喷氨格栅进行数值模拟。选择催化剂入口截面速度和氨浓度分布最为均匀的方案,对原喷氨系统进行改造。结果表明:工程改造后,SCR出口NO_x浓度不均匀度由最高57.40%降低到20.20%,氨逃逸由最高24×10~(-6)降低到1×10~(-6),液氨耗量节约10%以上。     

煤粉锅炉中主燃区喷氨协同SNCR深度脱硝的实验研究

常规SNCR(非选择性催化还原)是在850~1 100℃的烟气中喷入氨基还原剂,实现降低NO_x的目的。另外,SNCR也可以拓展到低氧的条件下,实现较高温度下脱硝,即主燃区喷氨技术。本文将主燃区喷氨技术应用到75 t/h四角切圆煤粉锅炉中,与OFA(空气分级)、SNCR协同实现深度脱硝,实验结果表明:在OFA基础上采用主燃区喷氨技术时,随着氨氮比NSR_1的增加,NO_x排放浓度有明显降低,最佳氨氮比NSR1=1.73,比单一用OFA时还原效率提高了21.9%,无氨逃逸产生;仅采用SNCR技术时,最佳氨氮比NSR_2=1.84,在OFA的基础上NO_x还原效率提高了40.4%,当NSR_21.84时出现氨逃逸现象;在SNCR脱硝效果有限的条件下,在主燃区喷入氨还原剂可进一步降低NOx排放,还原效率可提高17%,并无氨逃逸存在;在SNCR还原效果受限时,主燃区喷氨技术与SNCR协同可实现炉内深度脱硝,并避免氨逃逸问题。     

百万机组塔式炉脱硝供氨系统优化设计应用研究

针对国内某百万千瓦机组塔式炉选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)烟气脱硝装置两侧反应器喷氨量无法独立调节而造成喷氨不均的问题,结合现场测试数据,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟方法进行双母管供氨优化改造方案的设计及校核。结果表明:相同出口NO_x排放浓度时,两侧反应器脱硝效率偏差由改造前的19.0%下降到2.9%,平均氨逃逸浓度由3.7 mg/m~3降低到2.3 mg/m~3,局部氨逃逸浓度由6.2 mg/m~3降低到2.6 mg/m~3,两侧反应器出口NO_x浓度均值偏差得到消除。供氨系统优化改造不仅提升了脱硝装置整体性能,还降低了局部氨逃逸浓度峰值,减轻了空气预热器硫酸氢铵(Ammoniu Bisulfate,ABS)堵塞风险。     

火电厂SCR烟气脱硝装置喷氨量优化试验方法的研究

电站SCR装置催化剂出口NO_x存在浓度偏差,采用均匀喷氨的方法会导致氨逃逸率居高不下,硫酸氢氨生成物增多,在影响催化剂寿命的同时易造成空气预热器快速堵灰,影响机组运行的经济性、安全性。合理的氨氮比对系统的脱硝性能具有重要影响,经本次优化调整试验后,SCR装置喷氨量有明显的降低,空气预热器快速堵灰情况有明显好转,局部氨浓度过高的情况也有明显缓解,同时能有效减少硫酸氢铵的生成,保障电厂系统的安全运行。     

高温主燃区还原性氛围下喷氨脱硝的试验研究

为研究煤粉燃烧过程中高温主燃区NH_3对NO_x还原效果的影响,采用尿素溶液为氨基还原剂,利用一维管式电加热沉降炉分析了氨剂对NO_x在不同反应条件下的还原特性。实验结果表明:主燃区温度为1 573 K时,在过量空气系数α≤0.95条件下,尿素溶液可有效的将主燃区烟气中NO_x还原为N_2,且脱硝效率都随氨氮比n增大而快速升高,当n1.75时,脱硝效率升高速度变缓;在还原性氛围中,相同n时,温度越高,脱硝效率越高,且高挥发分烟煤的脱硝效率大于低挥发分无烟煤所对应脱硝效率;试验条件下,神华烟煤的整体脱硝效率最高可达95%;单独喷水可降低NO_x浓度,但与喷氨工况相比,其降低幅度不明显。     

非均匀来流条件下SCR系统静态混合器布置及喷氨优化数值模拟研究

针对某650 MW机组W炉SCR系统静态混合器在非均匀来流条件下的布置及喷氨优化进行了数值模拟研究。通过分析常规导流板设计下SCR系统内流场,提出利用静态混合器对SCR系统进行分区流场优化。大范围混合器布置在脱硝入口烟道,分区混合器布置在喷氨格栅下游并将烟道划分为3个分区。经分区流场优化后,SCR系统内流速、温度和NO_x浓度分布均有明显改善,首层催化剂入口氨氮摩尔比峰值从1.50降至1.06,但系统阻力增加了177 Pa。为了进一步改善SCR系统内氨氮匹配性,提出分区喷氨优化方案。经分区喷氨优化后,首层催化剂入口的氨氮摩尔比峰值从1.06降至0.98。在非均匀来流边界条件下,分区流场优化结合分区喷氨优化是改善SCR系统内部流场并降低氨逃逸率的最优方案。     

全烟道宽度SCR烟气混合器在对冲锅炉上的应用研究

某前后墙对冲燃烧锅炉SCR烟气脱硝系统配置的涡流盘型氨喷射系统的负荷适应性差,不同负荷下的局部氨逃逸峰值浓度过大,导致空气预热器硫酸氢铵堵塞严重。基于烟气强制混流机理,设计了含小分区格栅型氨喷射系统和全烟道宽度混合器的优化改造方案,并在该SCR系统上进行了应用。CFD模拟结果表明:在机组高、中和低负荷下,优化方案的顶层催化剂上部截面氨氮摩尔比分布相对标准偏差CV值分别为4.5%、3.8%和1.4%,高负荷下系统阻力仅增加130 Pa。改造工程现场测试结果显示,不同负荷下的SCR脱硝反应器出口NO_x浓度分布CV值为10.5%、9.2%和7.9%,喷氨系统具有良好的全负荷适应性。     

650MW电厂SCR脱硝系统喷氨装置协调优化

山东某电厂650MW燃煤机组SCR（selective catalytic reduction）脱硝系统氨气逃逸率较大，导致催化剂的堵塞、失活及中毒。通过FLUENT数值模拟建立三维脱硝系统模型,模拟了在反应器顶部不同导流板数量及喷氨速度下SCR系统流场分布,通过对结果的分析比较,得出适当增加导流板组数和合理差异化的调整各喷口喷氨速度能够使第一层催化剂入口的NH₃浓度、NO_X浓度及NH₃/NO_X分布更加均匀化合理化,很好的满足了设计和运行的双重检测,为SCR脱硝系统的协调优化和机组运行的稳定性提供了实际参考价值。     

660MW机组脱硝系统性能综合优化分析研究

目前电厂超低排放改造后脱硝系统运行控制难度加大,亟需脱硝系统优化试验进行运行指导,为电厂脱硝系统运行提供技术支持。以某660 MW火力发电厂脱硝系统为例,结合现场试验,考虑更多因素对脱硝系统性能进行了综合优化。分析结果表明:脱硝系统性能评价不仅要考虑脱硝效率,关注NO_x分布的相对标准偏差,调整温度分布均匀,保证了催化剂的使用时间;也需考虑脱硝系统出口氨逃逸浓度,优化喷氨量,以免造成二次污染,降低了空气预热器的换热效率;仍需关注SCR系统阻力,确保烟气有序流动,减少了系统阻力,防止了飞灰堆积;以及SO_2/SO_3转化率等综合指标,建议脱硝系统性能优化应综合考虑各个指标。     

基于NOx浓度场实时检测的喷氨优化应用研究

在国家新的大气污染排放标准要求下,需要对燃煤电厂脱硝系统反应器进行喷氨实时优化。在工程实践中,首先需解决NH_3/NO_x混合效率问题,其次解决脱硝系统出口的NO_x浓度场均匀性对催化剂寿命产生影响所带给电厂运行的经济性、安全性等问题。为此,对NO_x浓度场进行实时检测并深入研究了脱硝系统喷氨实时优化方案,提出一种模糊控制与均衡控制相结合的前馈串级控制方法。目前,该系统已成功应用在1 000 MW机组中,应用显示控制法可以有效减小耗氨量,提高出口NO_x的均匀程度,从而降低了机组运行电耗,增强了系统运行稳定性和可靠性,减少了氨逃逸,延长了催化剂使用寿命。给电力生产带来很好的经济效益,满足了脱硝工程中喷氨混合的需要。     

9F级燃机余炉SCR脱硝喷氨精细调节技术应用及控制策略分析

以"2+26"城市中某重点城市的9F级燃气机组余热锅炉SCR脱硝装置为研究对象,通过对9F燃机余热锅炉SCR装置喷氨系统精细化升级,采取进口分区精细调节和出口NOx/OJNH3全截面分布测量的方式,同时对控喷氨制策略进行优化,补充常见故障自愈功能和催化剂分区性能在线评估功能,构建了完整的脱硝精准喷氨控制系统.为9F级燃气机组进一步降低NOx排放浓度及排放量提供科学可靠的保障.     

富燃料区喷氨降低NO_x排放浓度的热态试验研究

对某热电厂75 t/h煤粉锅炉进行了富燃料区喷氨技术改造,以降低NO_x排放浓度。在改造后的实际运行的煤粉锅炉上进行了热态试验,研究了氨氮比、O_2浓度和温度对脱硝效率的影响。试验结果表明:当氨氮比为1.5时,采用富燃区喷氨技术可在空气分级技术改造的基础上,将NO_x排放浓度降低至50%左右;当氨剂喷入位置处的温度超过1200℃时,会引起NO_x排放浓度的增加;当氨氮比为1.5、4角位置处喷射尿素时,空气分级联合富燃料区喷氨可以达到约70%的脱硝率。