1 000 MW 机组SCR烟气脱硝系统优化运行

选择性催化还原法（SCR）是目前应用最多的烟气脱硝工艺。主要介绍了选择性催化还原（SCR）脱硝技术的原理和绥中电厂4号1 000 MW机组脱硝系统的主要设计参数,并对性能考核试验数据进行分析,提出了优化运行方案。通过调整反应器内局部区域的供氨量,在反应器出口建立均匀、稳定的NO_x分布,使SCR系统在保持理想脱硝效率的同时,保持最小的氨逃逸率和良好的可控性运行,以节省喷氨量并减小对空预器的危害,使脱硝系统在环保排放达标的基础上,兼顾节约运行成本和保护设备安全。     

1000MW燃煤机组SCR烟气脱硝系统优化调整试验

以浙江嘉兴发电厂2×1000 MW燃煤机组烟气脱硝工程为例,介绍了该脱硝系统的主要设计参数和选择性催化还原(SCR)脱硝技术的原理,针对该工程在运行中出现的问题,提出了喷氨系统优化调整试验方案。通过该方案对喷氨格栅局部供氨量进行调整后,在反应器出口建立了均匀、稳定的NOx分布,在满足脱硝效率的同时,保持了较小的氨逃逸率。     

1000MW机组烟气脱硝系统烟道流场优化

对某1 000 MW机组锅炉选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统反应器内烟气流场进行数值模拟,并对氨喷射系统进行优化。利用CFD(computational fluid dynamics)模块进行流体数值模拟,对脱硝系统的气流分布状况进行分析研究,采用分区式驻涡喷氨优化装置,在原脱硝系统的基础上,通过设置双排涡流混合装置,对烟道截面实现分区域的喷氨控制,可显著改善氨气分布不均现象,提高喷氨控制调节性,从而提高脱硝效率,降低氨逃逸量。结果表明,优化后SCR反应器出口NO_x分布偏差大幅降低,验证了该优化方案的有效性。     

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。     

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。     

超超临界燃煤机组脱硝系统喷氨优化研究

1 050 MW超超临界燃煤机组脱硝系统喷氨格栅喷氨优化项目针对脱硝系统稳定运行而专门设计,是集成系统自动化优化整定、系统在线寻优和优化控制的一体化解决方案。通过1 050 MW超超临界燃煤机组脱硝系统喷氨格栅喷氨优化研究,开发了氮氧化物快速网格法测量系统,为实时在线调整喷氨格栅提供了可靠保障;开发了选择性催化还原自适应混合模型,确保选择性催化还原喷氨格栅调门状态控制器的调节精度,克服煤种变化等不确定因素对状态控制器的干扰,从本质上提高脱硝系统的可控性,并可适应烟道流场和浓度场的不确定性。     

基于主导因素分析的SCR烟气脱硝系统喷氨量控制

针对目前选择性催化还原(SCR)烟气脱硝控制系统中存在喷氨量控制不精确、大滞后等问题,分析了影响喷氨量控制效果的主要原因,通过对反应器入口NOx质量浓度进行主导因素分析,确定影响反应器入口NOx质量浓度的主要因素,在此基础上建立了反应器入口NO_x质量浓度的预测模型,并将其应用于烟气脱硝系统喷氨量控制。应用结果表明:通过主导因素分析确定的运行参数能够提前预测反应器入口NOx质量浓度的变化;改进后SCR烟气脱硝系统喷氨量控制效果良好;当脱硝反应器入口NO_x质量浓度发生较大波动时,反应器出口NOx质量浓度与设定值最大偏差不超过5mg/m3。     

SCR脱硝系统多目标优化控制研究

燃煤机组面临着灵活运行和超低排放的双重压力,机组快速深度变负荷对选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝系统的控制提出了更高要求。提出一种兼顾超低排放和经济成本的多目标优化控制方法,将脱硝成本加入优化目标函数,采用预测控制结构,结合神经网络和遗传算法进行模型建立和控制量寻优,实现了喷氨量的优化控制。仿真结果表明,该方法在满足排放标准的同时降低了脱硝成本,并能适应锅炉大范围变工况运行。     

燃煤电站SCR脱硝系统机理建模

喷氨量的精确控制是电站选择性催化还原(SCR)脱硝系统的关键问题,控制不当会影响火电厂脱硝效率或氨逃逸形成二次污染,建立准确的SCR脱硝系统动态过程模型是开发先进喷氨控制器的基础。本文通过分析电站工业SCR脱硝催化剂和实验用催化剂与烟气反应特性的不同,对经典SCR脱硝过程反应动力学模型进行了改进,建立了适用于燃煤电站SCR脱硝动态过程的机理模型,并与经典SCR脱硝反应机理模型进行对比,分析了改进模型在变工况时入口NO_x质量浓度、烟气流量等因素剧烈波动时模型特性。结果表明,改进模型计算精度和适应性更好,且在稳定工况和变工况均明显优于原机理模型。     

多变截面SCR脱硝系统优化改造

为了解决某电厂600 MW机组选择性催化还原(SCR)脱硝系统存在脱硝效率低以及空气预热器磨损严重的问题,利用数值模拟分析该问题的原因,对该机组SCR脱硝装置进行了优化改造。结果表明:在省煤器出口水平扩张段的多变截面烟道采用小角度、多片数方法设计导流板,消除了水平扩张段的涡流低速区和高速区,提高了喷氨上游烟气流动的均匀性,并且使水平扩张段的流动阻力降低;对比涡流静态混合式喷氨、线性喷氨和分区喷氨,分区喷氨可以更好地控制首层催化剂入口氨氮摩尔比分布的均匀性,进而提高脱硝效率、减少氨逃逸;在SCR脱硝反应器出口到空气预热器入口增加导流板可以提高空气预热器入口烟气流速分布的均匀性,减轻空气预热器的磨损。     

SCR脱硝系统喷氨格栅调整试验关键问题探究

针对某电厂2号锅炉NO_x排放浓度高的现状,进行了选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝系统改造。脱硝改造后由于反应器出口NO_x质量浓度分布严重不均,导致氨逃逸量大且脱硝效率较低,为此进行了脱硝系统喷氨格栅调整试验和调整后的性能评估。主要结论如下:喷氨格栅调整试验取得了较好的效果;要定期进行喷氨格栅调整试验,防止出口氨逃逸量高导致空预器堵塞;在满足国家环保要求的情况下,不应追求过高的脱硝效率,以降低脱硝成本和氨逃逸量大的风险。     

超临界锅炉烟气脱硝喷氨量混结构–径向基函数神经网络最优控制

喷氨量大小不仅影响超临界锅炉选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)烟气脱硝装置的效率,过量喷氨也会导致下游空预器受热面的积灰、腐蚀和造成资源浪费、二次污染,且在变负荷时,传统PID控制方式很难实现最佳控制。通过引入混结构隐含层,改善传统RBF神经网络变工况控制时的非线性和扰动适应能力,设计了基于混结构RBF神经网络(MS-RBFNN)的喷氨流量最优控制系统,用MS-RBFNN综合学习当前主要相关状态参数,以SCR脱硝装置出口NOx排放量最小作为学习训练信号,实时并行计算出最优喷氨控制流量。实验结果表明,此优化方案相对传统PID控制,具有更好的NOx排放控制效果和变工况适应能力,同时节约了喷氨量。     

基于影响因子的SCR脱硝系统喷氨量优化模拟

为提高某660MW机组选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝系统出口NO_x浓度分布均匀性,基于性能试验的实测烟气数据作为模拟入口边界条件,对烟气的湍流流动、多组分扩散和化学反应进行CFD数值计算。模拟分析了100%、75%和50%这3个典型工况下的烟气流场规律,得到5个分区及42个喷嘴喷氨对催化剂入口截面18个区域氨浓度分布影响因子,建立并求解最优喷氨量的矩阵方程。对优化后的喷氨量进行模拟得到3个工况出口NO_x浓度的相对标准偏差分别为13.7%、15.3%和17.6%,出口均匀性显著提高。结果表明采用影响因子定量计算最优喷氨量的方法适用于不同工况,且计算效率高,为实际喷氨优化调整试验和运行提供理论参考。     

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。     

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%。     

某600 MW机组SCR脱硝装置喷氨管道磨损数值模拟分析

电站锅炉飞灰不均匀磨损会大幅降低设备的使用寿命.针对某600 MW机组选择性催化还原脱硝装置喷氨管道不均匀磨损问题,利用计算流体力学数值模拟计算软件完成了脱硝装置的磨损分析.结果表明,数值计算得到的喷氨管道严重磨损区域与实际检修过程中发现的严重磨损区域相符,说明数值模拟分析可用于分析复杂烟气环境下的磨损问题.计算结果表...     

燃煤电厂SCR脱硝系统运行存在关键技术问题研究与技术展望

对40台燃煤电厂SCR(选择性催化还原)脱硝系统运行情况进行了现场调研,以理论分析、数值模拟和现场优化试验等技术手段,解决了SCR脱硝系统运行过程中存在的关键技术问题,对SCR脱硝系统优化技术进行了展望,并提出建议:定期开展喷氨格栅调整试验,降低反应器出口NO_X浓度不均匀性;开展基于计算流体动力学的SCR系统流场优化数值模拟,解决流场不均匀的问题;加强SCR脱硝系统热工控制算法研究,提高变负荷过程的控制能力,避免反应器出口NO_X浓度过低。     

SCR烟气脱硝冷态实验及数值模拟

针对某660 MW机组的选择性催化还原(SCR)脱硝系统存在脱硝效率低,氨耗量大及氨逃逸率超标的情况,按1∶12搭建了SCR装置的物理模型,在冷态条件下进行了SCR脱硝烟气流场及浓度场冷态实验,同时借助STAR-CCM+软件对其进行数值模拟计算,并对影响SCR脱硝性能的结构参数及各喷氨口喷氨量进行了优化调整。结果表明:数值模拟和冷态实验的结果较吻合;优化调整后的SCR装置脱硝效率得到改善,氨逃逸率降至3mg/m3以下。     

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。     

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。