分区混合动态喷氨技术工程应用

为保证催化剂入口氨氮摩尔比分布均匀、降低氨逃逸量,常规选择性催化还原(SCR)脱硝系统要求其入口NO_x质量浓度分布均匀且稳定。机组灵活性改造后,负荷将频繁调整,SCR脱硝系统入口NO_x的分布则随着燃烧条件的变化而变化,导致常规SCR脱硝系统难以长期保持氨逃逸量达标,这将对空气预热器、除尘器、低温省煤器等后续设备的安全可靠运行造成严重威胁。为此,本文提出基于分区混合的动态喷氨技术,具体方案为:在SCR脱硝系统入口烟道加装大范围烟气混合器,降低NO_x分布不均匀度;然后将SCR脱硝系统后续入口烟道分成2~4个区,通过分区混合器将烟气成分基本混合均匀;每个分区设置1个自动调节阀调整分区喷氨量;每个分区出口设置在线NO_x测点,并以此对各分区喷氨量进行实时调整,最大程度降低氨逃逸水平。在某660 MW机组上进行该项技术改造,改造后催化剂入口截面速度及氨氮摩尔比分布均匀性显著提高,降低了氨耗量,有效保证了后续设备的安全可靠运行。     

燃用高沾污性煤质锅炉SCR脱硝流场优化

某2×300 MW机组选择性催化还原(SCR)烟气脱硝装置,自2013年运行以来,一直存在喷氨格栅、水平烟道和导流板等位置积灰严重,氨逃逸量明显超标,空气预热器差压高等问题。通过计算流体动力学(CFD)流场校核分析产生问题的原因,最终确定优化方案为:更换防积灰能力强、混合特性好的花瓣型喷氨格栅,优化导流板布置,并加大导流板和烟道壁面处流速以减轻积灰。优化后,喷氨格栅分区可调性能明显好转,SCR脱硝装置出口NOx质量浓度分布更为均匀,氨逃逸量显著降低,运行8个月后停炉检修时发现喷氨格栅、烟道和导流板异常堵灰的情况得到了根本解决。     

660MW燃煤电厂SCR脱硝系统CFD模拟优化研究

为探究流场和组分浓度分布对SCR装置脱硝效率和氨逃逸的影响进而提升脱硝性能,基于ANSYS FLUENT软件平台、耦合多孔介质模型和E-R脱硝反应动力学模型,建立国内某660 MW燃煤机组SCR系统的三维计算流体力学模型;详细分析不同负荷下烟气速度分布、组分浓度分布、脱硝效率和氨逃逸等流动反应特性;进而针对分区喷氨和静态混合器对脱硝性能的影响进行模拟与优化。结果表明:当顶部导流板倾角与楔形弯头倾角相同时,流场分离现象消失,速度分布更加均匀。较之于均匀喷氨方式,分区喷氨可使NH_3浓度均匀性提高55%、出口NO浓度偏差降低50%。采用平板型混合器结合分区喷氨策略,催化剂入口截面NH3浓度偏差系数小于2.5%,出口截面NO浓度偏差系数小于8%,局部最大氨逃逸为1.82mg/m~3,脱硝效率提高了7%,实现SCR装置的稳定高效运行。     

低位布置燃气轮机SCR烟气脱硝数值模拟研究与应用

以某低位布置E级燃气蒸汽联合循环机组余热锅炉为例,进行了选择性催化还原（SCR）脱硝技术数值模拟研究,得到余热锅炉SCR烟气脱硝系统流场和余热锅炉内部喷氨格栅的放置位置。结果表明:对于低位布置的燃气轮机,在扩口段烟道设置导流板能够有效改善催化剂入口截面上速度分布均匀性;提出了一种适用于余热锅炉扩口烟道的分割仓式导流板结构;采用分区可调的多组一体式氨注射混合器能在较短距离内加强氨气和NOx的混合;将喷氨格栅布置在模块2之前时,催化剂入口截面上NH3分布均方根偏差为2.05%;在机组实际运行时对喷氨格栅进行分区优化调整可以获得最佳的余热锅炉出口截面NOx分布均匀性和最小的氨逃逸量。     

SCR烟气脱硝数学模拟研究

选择性催化还原法(SCR)脱硝反应器中的烟气流动情况对于脱硝反应的实际效果有显著影响.对SCR反应器入口烟气流场、SCR反应器氨浓度分布及SCR反应器出口烟气流场进行数学模拟.通过在弯头处增加弧形导流板,调整喷氨阀门开度,在SCR反应器出口段加装了4个垂直的导流板后,优化了SCR脱硝反应器中的烟气流速和氨浓度分布,在保证氨逃逸率的前提条件下,使脱硝效率达到设计值;通过模拟对烟道及反应器进行优化,大大降低了烟气对催化剂的冲刷,消除了烟道及反应器的飞灰沉积.     

某电厂SCR烟气脱硝系统故障诊断

以某火电厂330 MW机组选择性催化还原（SCR）烟气脱硝系统为例,针对运行中存在的氨逃逸率高、空气预热器压差大、脱硝反应器出口与烟囱入口NOx浓度监测数据偏差大等问题,进行了流场、浓度场测试及催化剂检测。结果表明,流场分布不均是造成催化剂磨损的主要因素;催化剂活性下降、喷氨流量分布不合理是造成脱硝系统故障的原因;通过喷氨优化调整可以改善脱硝反应器出口NOx浓度分布均匀性,降低氨逃逸率。同时结合诊断分析,对电厂脱硝系统的改造提出了建议。     

脱硝系统新型涡流喷氨混合装置流场数值模拟

SCR脱硝系统的性能取决于进入脱硝反应器的氮氧化物与还原剂氨气混合的均匀程度和烟气速度分布。提出了一种新型的涡流喷氨混合装置,并对其流场进行了三维数值模拟。分析表明,涡流喷氨混合装置能够使进入第1层催化剂的烟气与氨气均匀混合,催化剂入口截面氨气浓度偏差小于10%,混合效果良好;在2个烟道转弯处等距离布置4块导流板,反应器上部等距离布置11块导流板后,烟气速度场达到偏差小于15%的设计要求,因此该新型涡流喷氨混合装置完全能够替代传统的喷氨格栅。     

100MW 燃煤锅炉硫酸氢铵堵塞空气预热器原因分析及应对措施

某电厂完成烟气污染物超洁净排放改造,机组运行一段时间后出现硫酸氢铵(ammonium bisulfate,ABS)严重沉积堵塞管式空气预热器的问题。针对此问题介绍了ABS的生成机理,并分析了ABS生成的原因。基于理论分析,结合该电厂的实际情况,提出了增加喷氨格栅喷孔数和改造喷氨前弯头处导流板的方案,以减小稀释风阻力,提高喷氨流场的均匀性和可调性。改造后稀释风流量提升明显,选择性催化还原脱硝反应器出口NO_x质量浓度的不均匀性显著降低,空气预热器压差明显下降且运行稳定,表明ABS堵塞空气预热器问题得到了有效解决。     

660 MW机组脱硝SCR分区喷氨控制技术改造

针对燃煤机组中选择性催化还原脱硝系统（selective catalytic reduction,SCR）存在喷氨量过高、NOX浓度波动大和空预器堵塞等问题,采用SCR分区喷氨控制技术改造某660 MW燃煤机组。结果表明,相同运行负荷条件下,SCR分区喷氨控制系统的引入可有效改善脱硝效率、空预器阻力和SCR出口NOX浓度分布均匀性。     

某电厂300MW燃煤机组SCR喷氨优化调整试验研究

以某电厂300 MW燃煤机组锅炉SCR烟气脱硝系统为研究对象,通过喷氨优化调整试验,找出SCR入口烟气流场的分布规律,提高了SCR出口NOx分布的均匀性,降低了氨逃逸浓度,从而减轻对空预器等设备的影响,提高机组运行的经济性和可靠性。     

锅炉SCR烟气脱硝空气预热器堵塞原因及其解决措施

分析锅炉进行SCR烟气脱硝时空气预热器冷段元件硫酸氢氨堵塞的原因,认为其主要因SCR装置过量喷氨或局部过量喷氨造成大量氨逃逸所致.对此,提出对于运行效果较差的空气预热器,可结合降低排烟温度或者漏风率进行其换热元件的综合改造等措施.同时,建议空气预热器冷段换热元件在煤中硫含量较低以及出口综合温度较高时采用高性能的考登钢材质.     

300 MW级燃煤机组SCR烟气脱硝超低排放性能评估

对脱硝超低排放机组进行性能评估与分析,可为超低排放形势下燃煤机组选择性催化还原法（SCR）烟气脱硝装置的稳定、高效、经济运行提供借鉴及指导。某3台300 MW级燃煤机组SCR脱硝装置已实现NO_x超低排放,以此为例,对其脱硝装置的脱硝效率、进出口NO_x浓度分布、出口速度分布、氨逃逸率、SO₂/SO₃转化率、系统阻力等运行参数进行了评估,掌握了此类机组脱硝装置主要性能。试验结果表明,3台300 MW级燃煤机组脱硝装置整体性能良好,但存在流场不均、飞灰堵塞、氨逃逸超标等问题,为此提出了避免此类问题的方法和建议。     

SCR脱硝系统性能及空气预热器阻力上升分析

NO_x排放浓度、氨逃逸浓度难以控制及空气预热器阻力上升,是SCR脱硝系统超低排放改造中遇到的主要问题。以某SCR脱硝系统超低排放改造后的300 MW 机组为研究对象,通过测试得知：（1）SCR反应器出口NO_x分布不均,氨逃逸浓度超标严重,氨逃逸监测表计示值不具代表性,造成NO_x排放浓度控制困难和空气预热器阻力上升;（2）过度追求NO_x超低排放浓度,造成催化剂活性、主要化学成分明显衰减,硫酸氢铵在其表面沉积严重。对此提出的改进措施为：进行NO_x浓度烟气在线监测系统（CEMS）多点取样改造,定期进行喷氨优化和催化剂性能检测,以改善SCR系统运行效果和提高运行的经济性。     

超低排放改造前后SCR脱硝装置性能评价分析

选取2台燃煤机组进行实测,分析了超低排放改造前后选择性催化还原技术(selective catalytic reduction,SCR)脱硝装置出口NOx浓度、氨逃逸率以及烟气在线监测系统所测SCR脱硝出口与烟囱入口NOx浓度;同时,分析了超低排放改造机组的催化剂、空预器垢样。结果表明,机组排放超低改造后存在NOx浓度分布均匀性变差和逃逸氨浓度急剧增加问题,并由此造成空预器硫酸氢铵堵塞严重,催化剂活性成分流失较为严重,硫酸盐和碱土金属元素含量上升明显。为解决上述问题,文中提出多点监测、喷氨优化、催化剂定期测试和空预器冷端更换镀搪瓷元件等措施。     

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。     

600MW机组SCR性能诊断与分析

引对福建省某600MW火电机组液氨耗量较大问题,进行SCR速度场和氨逃逸测定,为降低液氨耗量提供理论依据。通过微压计和气体分析仪测量SCR出入口烟气速度和NH3逃逸,并使用Tecplot对数据进行后处理。分析结果显示SCR入口烟道的布置方式对烟气流场有较大影响。速度场对氨逃逸有较大影响,脱硝效率越高NH3逃逸率越高;SCR出口速度场和NH3逃逸率间接反映催化剂的活性和堵塞情况,出口速度场高速区的存在可能会对管道带来磨损。     

300 MW机组锅炉SCR装置流场研究

通过数值模拟和模型试验的方法,对某电厂300 MW机组锅炉选择性催化还原(SCR)烟气脱硝装置内的流场分布进行了研究.通过调整烟道结构、安装导流叶片以及延长整流格栅前导流叶片长度等,改善了流场分布.改进后SCR装置内催化剂来流烟速分布均匀性及方向性、催化剂来流氨氮摩尔比、脱硝系统阻力、催化剂来流灰量分布均匀性等指标均满足技术要求.     

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。