基于省煤器烟道分隔挡板控制的锅炉宽负荷脱硝系统研究与应用

采用选择性催化还原法烟气脱硝技术的燃煤机组在低负荷运行时,烟气温度降低并脱离催化剂的活性温度窗口,导致脱硝系统退出运行。研究并应用了一种锅炉宽负荷脱硝系统,在锅炉省煤器内增加分隔隔板将省煤器烟道分为3路通道。低负荷时降低两侧烟道的烟气流量,减少省煤器换热量,提高SCR反应器进口烟气温度。     

省煤器分级技术改造与性能评价

为提高低负荷工况SCR脱硝装置入口烟气温度,某电厂对其600 MW超临界锅炉进行了省煤器分级技术改造,并通过性能考核对改造结果进行了综合评价。改造后低负荷工况时SCR脱硝装置入口烟气温度提高到300℃以上,满负荷工况时不高于400℃,保证了SCR脱硝装置的持续稳定投运,且未降低锅炉效率,为同类机组SCR脱硝装置低负荷脱硝技术改造提供借鉴和参考。     

利用电站锅炉耦合秸秆直燃炉提高再热汽温和SCR烟温经济性分析

针对电站锅炉普遍存在的再热蒸汽温度偏低和选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统低负荷下无法正常投运的问题,提出通过一种电站锅炉耦合秸秆绝热直燃炉,利用秸秆直燃的高温烟气显热直接提高锅炉尾部烟道烟气温度的技术方案。以某超临界350 MW机组锅炉为例,对不同负荷下将耦合秸秆绝热直燃炉高温烟气分别引入低温再热器进口烟道和SCR烟气脱硝系统前烟道的情况进行热力计算和经济性分析。结果表明:将1 000℃高温烟气引入低温再热器进口烟道时,100%负荷工况下,消耗秸秆3 749 kg/h,可将再热蒸汽温度升高13.5℃,节省供电标准煤耗1.86 g/(kW·h);50%负荷工况下,消耗秸秆3 749 kg/h,再热蒸汽温度升高33.3℃,节省供电标准煤耗7.39g/(kW·h);将1000℃高温烟气引入SCR烟气脱硝系统前烟道时,50%负荷工况下,消耗秸秆580 kg/h,SCR烟气脱硝系统入口烟温升高8.7℃,满足SCR烟气脱硝系统投运要求,供电标准煤耗增加0.84 g/(kW·h)。     

CFB锅炉SNCR烟气脱硝系统控制策略研究

循环流化床(CFB)锅炉在分离器区域采用选择性非催化还原(SNCR)烟气脱硝技术可实现燃煤锅炉NOx低排放。为此,针对秦皇岛秦热发电有限责任公司SNCR烟气脱硝系统,设计了CFB锅炉SNCR烟气脱硝控制策略,结合工程应用,总结并分析了该SNCR脱硝系统控制策略的有效性、稳定性及安全性。     

600MW机组低氮燃烧器燃烧性能数值模拟

以某600 MW四角切圆煤粉锅炉为研究对象,根据其结构参数、燃烧器改造设计参数,采用FLUENT软件数值建模研究不同负荷下低氮燃烧器的燃烧性能和脱硝系统的运行状态。对燃烧器区域的网格进行特殊处理,并根据冷态速度场进行模型验证,确立数值计算模型。采用Tecplot软件处理计算结果,获得低氮燃烧器改造后不同负荷下炉内的速度场、温度场和各组分浓度场分布。依据于炉内燃烧模拟结果,通过热力计算,获得不同负荷下脱硝系统的运行状态。结果显示:随着负荷的降低,炉内各场发生了较大的变化,当锅炉负荷降到65%ECR时,炉膛出口烟温920℃,脱硝入口烟温305℃,脱硝系统将自动退出。当锅炉在低负荷下运行时,须进行低氮燃烧器的正确调整,提高炉膛出口温度,获得良好的低氮燃烧器和脱硝系统联合运行特性。     

电站锅炉SCR脱硝旁路烟道改造数值模拟及应用

某电厂在机组低负荷运行时,SCR脱硝装置入口烟温低于脱硝反应最低温度,导致SCR无法正常运行。采取了在锅炉转向室后抽出高温烟气,与低温烟气进行混合,提高SCR入口烟气温度的技术改造措施。通过数值模拟及试验,研究了旁路烟道布置方式对混合后烟气温度分布的影响以及改造前后锅炉效率、烟温分布变化的情况。     

燃烧过程数值模拟用于某台450t/h锅炉的性能辅助设计

采用CFD软件对电站锅炉炉内燃烧过程进行数值模拟已成为指导工程设计和实践的一种重要手段。在煤粉炉设计完成后,针对可能存在炉膛出口烟温偏差的问题,利用数值模拟的方法对某电厂450t/h四角切圆锅炉BMCR、70%、40%负荷下炉膛内的燃烧过程进行计算和分析,得出了各工况下燃烧器区域壁面热负荷、炉内氧量分布、炉膛出口及水平烟道内的烟气流量分布及烟气温度分布,并分析锅炉热偏差、高温腐蚀、低负荷稳燃性能,对锅炉的性能进行了预测。     

火电厂SCR脱硝系统喷氨优化调整及烟气取样方法改进

由于锅炉结构的限制,火电厂选择性催化还原（SCR）烟气脱硝系统反应区安装紧凑,烟气浓度场分布不均,普遍存在催化还原反应不均匀及出口烟气取样代表性不强的问题。通过对脱硝系统出口氮氧化物（NO_x）浓度分布情况的测量分析,利用喷氨格栅阀门调整不同区域喷氨量,改善了SCR反应区的氨气浓度分布,将A、B侧出口NO_x浓度分布不均匀度降低至20%,提高了脱硝催化剂的利用率。利用气态污染物采样方法及均匀抽气设计方法,改进了脱硝系统出口烟气取样方式,实现了NO_x的均匀取样,有效降低了脱硝系统出口与烟气排放口NO_x浓度的测量偏差,使得两者比值由1.42降低至0.98,为实现脱硝系统喷氨量的稳定控制提供了保障。     

1000MW等级燃煤机组锅炉脱硝装置

介绍了东方锅炉1000 MW等级燃煤机组锅炉选择性催化还原烟气脱硝装置典型设计特点和运行性能,并对脱硝装置NOx均匀性分布进行了研究,对脱硝装置温降原因进行了定量分析。     

基于AMESim的SCR脱硝系统仿真分析研究

针对热电厂锅炉烟气脱硝系统运行过程中变工况和温度不均匀对脱硝效率影响的问题,为了对脱硝系统的特性进行研究,使用AMESim软件建立了基于物理机理的模型,完成了SCR系统不同操作工况的仿真。通过分析喷氨量、反应温度和温度均匀性等因素,得到结果:喷氨量和反应温度均对脱硝效果有重要的影响,其中额定工况下氨氮比为1. 04时可达到较好的脱硝效果和较低的氨逃逸率;运行中烟气温度在70℃范围内变化,脱硝效果可以满足环保要求,且烟气温度高更有利于脱硝效率提升;保温层的厚度160 mm时,SCR反应器垂直于烟气流动方向的温度分布均匀。通过仿真分析,为脱硝系统的设计和控制提供了依据。     

宽负荷SCR脱硝系统的全负荷拓展技术探索

为了实现选择性催化还原(SCR)脱硝系统全负荷运行,减少环境污染,机组启动过程中使用宽负荷SCR脱硝系统进行全负荷脱硝系统试验:通过锅水循环泵(简称锅水泵)流量调节阀和锅水泵出水调节阀控制省煤器再循环流量,同时通过省煤器水旁路调节阀控制省煤器旁路流量,在保证设备、系统安全的前提下,减少了启动过程中省煤器的吸热量,提高了SCR脱硝反应器入口烟温,使得并网前SCR脱硝反应器入口烟温达到脱硝催化剂最低温度要求,从而投入SCR脱硝系统运行。     

省煤器给水旁路提升SCR进口烟温应用研究

针对某300 MW燃煤电站锅炉在中低负荷运行时SCR脱硝系统进口烟温低无法投运的问题,采用省煤器给水旁路技术改造以提升SCR进口烟温。通过典型负荷下的旁路试验,验证了给水旁路技术对锅炉烟温的提升性能,同时考察了对锅炉运行的影响。针对给水旁路技术存在因给水饱和气化而威胁锅炉安全的潜在问题,建立了旁路安全流量在线计算模型,得到旁路运行中的实时安全流量,为给水旁路技术的安全应用提供指导。相关研究为电站锅炉实现SCR脱硝宽负荷投运提供了有价值的参考。     

负荷分配对流化床-煤粉复合燃烧锅炉热力特性的影响

针对树皮流化床－煤粉复合燃烧锅炉的特点,提出了流化床按基本蒸汽负荷设计的思路。以７５ｔ／ｈ树皮流化床－煤粉复合燃烧锅炉为例,预测了总蒸汽负荷一定条件下,燃树皮产汽负荷与燃煤产汽负荷变化时锅炉的热力特性。计算表明,随着燃树皮产汽负荷的增加,煤粉炉膛的绝热燃烧温度和流化床温度降低;而炉膛出口烟温、排烟温度、空气预热器出口风温和高温风风量、减温水量等热力参数升高,但变化幅度不大,证明了前述设计思路的可行性。在一定的基本蒸汽负荷下,燃树皮产汽负荷的上限值可根据流化床中树皮的稳定燃烧温度和减温系统的工作能力来确定。     

SCR法烟气脱硝后空气预热器堵塞及应对措施

选择性催化还原（SCR）法是目前燃煤电厂常用的烟气脱硝技术,火电厂加装SCR脱硝装置后易出现空气预热器（空预器）腐蚀和堵塞问题。通过某电厂实际案例,分析了SCR脱硝装置投运后对空预器运行造成的影响,并在分析原因的基础上给出应对措施。为控制空预器压差不继续增加,该电厂低负荷运行时SCR脱硝系统停止喷氨,正常运行时减少喷氨量,并在停炉后将空预器冷端换热元件更换为镀搪瓷元件。采取措施后运行一年多来,空预器压差正常,未出现严重的堵塞现象。     

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SNCR脱硝及其对SCR入口流场的影响

由于W火焰锅炉NO_x排放浓度高,一些电厂采用低氮燃烧+SNCR脱硝+SCR脱硝的耦合脱硝方式,但运行中出现了氨逃逸浓度严重超标的问题。以某600 MW超临界W火焰锅炉为对象,采用CFD数值模拟辅以实测验证方法研究了锅炉负荷、尿素喷射层流场、氨氮摩尔比等因素对SNCR脱硝及SCR入口流场分布的影响。研究发现：SOFA风沿前后墙非等间距布置是造成尿素喷射层速度场及温度场不均的主要原因;随锅炉负荷降低,喷枪层截面平均温度趋向于SNCR最佳脱硝温度,脱硝效率逐渐增加;SCR入口截面温度、流速及NO_x浓度分布皆不均匀,随SNCR脱硝效率提高,SCR入口截面NO_x浓度分布偏差增大,不同负荷时SCR入口截面NO_x相对偏差达35%～53%。SNCR脱硝严重影响SCR脱硝反应器入口NO_x浓度均匀性,最终导致SCR氨逃逸浓度严重超标,建议通过优化SOFA风布置及在SCR入口段加装烟气混合器加以解决。     

600MW机组烟气脱硝系统NOx多点取样试验研究

为了解决单点取样测量不能准确反映实际烟气NOx排放量及提高氨气喷射调节阀自动调节品质的问题,基于SCR脱硝基本原理,提出了烟气NOx多点取样测量方法,并结合现场实际应用进行分析。结果表明:NOx多点取样测量方法能够提高SCR脱硝系统出口NOx测量的准确性和快速性,并有效解决了锅炉烟气NOx测量倒挂问题(即脱硫系统出口烟气NOx质量浓度大于脱硝系统出口烟气NOx质量浓度),优化了SCR脱硝系统在锅炉变负荷时的跟踪调节效果。     

440t/h循环流化床锅炉甩负荷试验研究

为提高大型火电机组运行的安全可靠性，对连州电厂440t／h循环流化床锅炉配135MW汽轮发电机甩50％ECR(额定连续出力)、100％ECR负荷的方法进行了讨论；结合循环流化床锅炉的自身特点，对甩负荷时锅炉燃料系统、烟风系统、汽水系统等参数的变化进行理论分析与研究，探讨汽温汽压、床温床压、流化风量及燃料量的控制方式。严格控制好流化风量、保持一定的床温及提前干预减温水量是循环流化床锅炉甩负荷试验成功的关键。通过总结循环流化床锅炉甩负荷试验时运行方式与控制方法，提出该类型机组快速变负荷时需把握的主要参数，为该类型机组快速变负荷提供指导。     

燃煤电站SCR烟气脱硝CFD技术的研究进展

选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术虽然应用广泛,但催化剂磨损、堵塞及还原剂与烟气混合不均等问题时有发生,CFD技术可多角度模拟现场情况,有助于问题的解决。对国内外燃煤电站SCR烟气脱硝CFD技术的研究进行了综述,在对文献进行梳理的基础上,阐述了计算流体力学CFD软件在SCR烟气脱硝模拟中的应用情况,其主要领域包括：流场模拟、组分浓度场模拟、气固两相流模拟、化学反应模拟等。指出合理均匀的流场是整个SCR系统经济安全运行的基础;耦合详细反应机理的SCR模型与锅炉燃烧、SNCR等模型的联合模拟是未来研究的重点。