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。     

SCR脱硝系统超低排放运行优化技术研究

为提高燃煤电厂NO_x超低排放改造后的运行水平,以增加了1层备用催化剂的某台600 MW机组为例,实测了超低排放改造后脱硝反应器出口NO_x浓度分布、脱硝反应器出口与脱硫塔出口NO_x浓度偏差以及逃逸氨浓度。对所存在的问题进行了优化调整和处置,包括喷氨优化调整,疏通堵塞的氨支管喷嘴。该机组通过低氮燃烧改造,进一步降低了脱硝装置入口NO_x浓度,为避免过量喷氨造成后续不良影响,提出应适当降低脱硝效率,即以NO_x达标排放为基准,控制喷氨量。对该机组催化剂活性进行评估,给出了催化剂更换、加装或者再生策略选择的约束性指标。     

CFB锅炉脱硫除尘一体化超低排放技术

为满足循环流化床锅炉实现SO2和粉尘超低排放的要求,对循环流化床锅炉实现大气污染物超低排放的技术路线进行研究,分析影响循环流化床半干法脱硫工艺脱硫效率的因素,并结合超细纤维排放滤袋在脱硫专用布袋除尘器上的应用,对循环流化床半干法脱硫工艺实现超低排放进行探讨。     

300 MW机组超低排放脱硝喷氨经济运行优化研究

针对火电厂300 MW机组实施超低排放改造后,存在SCR反应器入口NO_x含量高、喷氨量大等问题。在低氮燃烧器未改造的情况下,通过分析、试验、研究,调整优化锅炉配风方式和设备运行参数,将NO_x排放指标控制在标准以下,达到了环保要求。同时,降低了SCR装置的喷氨量,降低了氨逃逸浓度,减轻了脱硝系统引起空预器堵塞,提高了机组的安全经济运行水平,节能环保和经济效益明显,可为同类型机组在超低排放改造中提供参考经验和借鉴。     

SCR高脱硝效率燃煤发电机组逃逸氨分布特性实测研究

掌握NOx超低排放后、特别是选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)高脱硝效率下的逃逸氨分布特性,对于厘清燃煤机组氨排放源强特征、提升锅炉安全运行可靠性具有重要意义。以一台典型超低排放技术路线机组为测试对象,在320MW负荷、96.6%脱硝效率的工况下,对所有排放渠道的氨同时进行取样分析,以获得逃逸氨的分布特征,并进行氨质量平衡核算以验证测试结果的准确性。结果表明:该机组SCR出口逃逸氨浓度为0.60mg/m3,符合HJ562—2010中氨逃逸控制要求;随着烟气深度治理,烟气中的氨被协同脱除至较低水平:烟囱排放氨浓度仅为0.06mg/m3。除了11.7%的逃逸氨与SO3反应形成NH4HSO4附着在空预器内,氨在粉煤灰、石膏、脱硫废水、排放烟气4个排放渠道中质量流量比例分别为25.6%、42.8%、17.9%和13.7%。     

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。     

基于氨空混和技术的SCR脱硝系统氨耗量控制

为保证NO_x排放值满足超低排放要求,许多燃煤机组选择性催化还原(SCR)脱硝系统存在还原剂加入过量的现象,这不仅会造成氨逃逸量超标增加运行成本,还影响到空气预热器、除尘器等后续设备的正常运行。为此,本文从氨空混合的角度出发,借助计算流体动力学(CFD)软件数值模拟,探究加装氨空混合器、优化母管联箱尺寸及采用流场分区混合对机组SCR脱硝系统氨耗量影响。在某300MW机组采用上述技术进行改造后,机组氨耗量降低约37.8%,每年节省液氨采购成本68.79万元,经济效果显著。     

基于先进控制的燃煤机组超低排放指标优化控制技术

提出了一种适合实际应用的燃煤机组超低排放指标优化控制方法,在燃煤机组超低排放指标优化工作中引入先进控制技术,根据燃煤机组超低排放特征,通过多目标非线性模型预测控制技术,实现脱硫率和出口SO_2浓度的全程闭环控制,提高环保排放指标的控制品质;采用变参数非线性模型预测控制技术,实现脱硝率和出口NO_X浓度的多目标控制,提高全过程的控制品质,减少喷氨量的波动;采用神经网络、非线性建模等分析技术,对排放指标有效性监视评估,保证CEMS数据有效性。     

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。     

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。     

适应烟气超低排放的现役超临界燃煤火电机组环保设施改造

为了满足燃煤火电机组的烟气超低排放要求,对现役超临界机组进行超低排放改造,对锅炉燃烧器进行低氮改造,对原有脱硝SCR增加1层催化剂,脱硫系统将单塔单循环改为单塔双循环,同时在脱硫系统出口增加湿式除尘器。改造后,对烟气排放进行试验测试,数据表明烟尘浓度、二氧化硫、氮氧化物等均满足烟气超低排放标准,符合国家环保指标要求。此次改造可为其它燃煤机组改造提供借鉴。     

350MW燃煤机组SCR超低排放性能评估与分析

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SCR烟气脱硝装置的稳定、高效、经济运行提供借鉴及指导。以已实现脱硝超低排放的某350 MW燃煤机组SCR脱硝装置为例,研究了该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、系统阻力、运行烟温等运行参数,掌握了此台机组脱硝装置主要性能。试验结果表明,该SCR脱硝装置整体性能良好,但存在流场不均、飞灰堵塞、低负荷烟温较低等问题,并相应提出了意见及建议。     

超净电袋复合除尘技术的研究应用进展

为了实现燃煤电厂的超低排放,在常规电袋复合除尘技术的基础上,突破了电区与袋区的耦合匹配、高均匀流场、高精过滤、微粒凝并等关键技术升级而形成了超净电袋复合除尘技术。超净电袋复合除尘技术具有排放长期稳定、工艺流程简单、煤种适应性广、投资省、占地少、运行费用低、不产生废水等优点,近2年来在燃煤电厂超低排放工程中得到快速推广应用,配套国内燃煤电厂总装机容量超过30 000 MW,其中1 000 MW机组有8台套,排放质量浓度均小于10 mg/m³或5 mg/m³,平均运行阻力663 Pa。超净电袋除尘已成为燃煤机组实现超低排放的主流技术路线之一,将在西部地区劣质煤电厂超低排放改造工程中发挥更大作用。     

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。     

600MW机组NO_x“超低排放”自动控制综合优化

对某国产600 MW超临界燃煤机组NO_x排放自动控制存在的问题进行研究,分析造成烟囱出口NO_x浓度控制不理想的原因,提出改进脱硝温度保护、优化锅炉燃烧控制策略、在喷氨控制中增加预测控制及动态前馈的综合优化方法并给以实施,实现机组烟囱NO_x排放小于50 mg/m3的"超低排放"目标,监测数据达到燃机排放水平。     

超低改造后脱硝氨逃逸分析及防范

为满足超低排放的要求,脱硝系统要喷入足够量的NH3,由于浓度场、流速场、温度场的不均衡,易出现局部NH3反应不完全、SCR反应器下游硫酸氢铵板结及氯化铵板结现象,使烟气系统压力阻力升高,严重影响机组安全稳定运行。详细阐述了超低改造后SCR及后端设备运行状况及发生氨逃逸辅助判定方法,提出减少氨逃逸的防范措施。     

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。     

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。     

燃煤电厂氨法联合脱硫脱碳研究

利用氨法同时进行CO_2捕集和SO_2脱除是一种比较有潜力的污染物减排技术。本文以填料塔为反应器,研究氨水的质量分数、氨水温度、吸收液体积流量、模拟烟气体积流量和不同添加剂等因素对氨法联合脱除CO_2/SO_2的效率和吸收量的影响。结果表明:在SO_2浓度较低的情况下,脱硫效率接近100%;氨水浓度的增加能够显著提高CO_2脱除率和吸收量,氨质量分数为10%时可以达到近90%的CO_2脱除率;氨水温度的升高会降低CO_2脱除率和吸收量;增加吸收液流量和减少烟气流量均会增大脱碳率,即较高的液气比可以实现较高的脱碳率;在氨水中加入乙醇、聚乙二醇二甲醚(NHD)和乙醇胺(MEA)等添加剂会显著提高CO_2脱除率和吸收量。通过分析某燃煤电厂1 000 MW超低排放机组烟气参数可以看出,在超低排放和降低碳排放强度的双重要求下,氨法联合脱硫脱碳在燃煤电厂中应用的可行性较高。     

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。