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。     

超低排放SNCR+SCR脱硝系统流场优化技术与应用

脱硝烟道的流场均匀性以及积灰预防措施是确保高效脱硝系统正常运行的重要因素。通过数值模拟和冷态试验,提出了大尺度混合器、新型均流器、双层整流器共3项提效措施,分别改善了脱硝烟道入口、喷氨栅格进口、催化剂层入口的流场均匀性。在实际工程中的应用结果表明,上述流场均匀性优化措施可以有效避免现有超低排放脱硝系统面临的脱硝烟道入口NOx分布不均、反应器氨氮比分布不均、出口氨逃逸大等难题和风险,满足高效率低逃逸的要求,值得进行市场推广。     

SCR烟气脱硝系统氨氮双控新方法

针对目前电厂实际选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统运行中存在的出口NO_x质量浓度分布不均以及氨逃逸超标等问题，进行了数值模拟分析并基于此提出了一种氨氮双控的喷氨优化新方法。以某660 MW机组SCR烟气脱硝系统为例，建立可视化流场和脱硝反应数值模型，分析比较了不同氨氮摩尔比条件下出口各分区NO_x质量浓度、氨逃逸体积分数以及脱硝效率的变化规律。结果表明：分区脱硝效率、出口NO_x质量浓度和氨逃逸体积分数与氨氮比之间的关系均呈由一拐点分隔的两段线性的变化规律，拐点出现在氨氮摩尔比为1.15左右。据此，提出了基于分段拟合函数与优化矩阵方程相结合的氨氮双控喷氨优化新方法，分别预测了该660 MW机组使用5分区和42喷嘴进行喷氨调节优化，优化后的总喷氨量相对均匀喷氨工况最多下降7.2%，同时出口NO_x质量浓度和氨逃逸体积分数的相对标准偏差分别下降至9.4%和4.2%，出口均匀性显著提高，不存在局部超标现象。     

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。     

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。     

350 MW燃煤机组SCR脱硝系统流场分布试验及性能优化调整

针对某350 MW燃煤机组SCR脱硝系统喷氨流量分配不均、氨逃逸偏高的问题,首先通过流场分布试验掌握SCR区域速度和烟气成分等运行参数分布情况,然后实时测量脱硝反应器出口烟气氨逃逸浓度,并进行性能优化调整以减少氨逃逸,从而提高脱硝装置运行可靠性和经济性,降低对后续空预器的不利影响。     

SCR脱硝系统流场优化改造关键技术研究

某发电厂1号锅炉600 MW机组SCR脱硝系统出口NOX浓度分布严重不均匀,氨逃逸量高导致空气预热器硫酸氢氨沉积和堵塞,影响机组安全稳定运行。对机组开展了流场优化技术改造,在流场优化改造前后均进行了脱硝系统入口流场测量,同时开展改造后脱硝系统进、出口NOX浓度和氨逃逸量测量,为准确评估流场优化改造效果提供了重要依据。研究结果表明:流场优化改造后脱硝入口流场均匀性得到显著提高。     

深度调峰下脱硝系统喷氨优化试验

针对燃煤机组在深度调峰低负荷运行工况下选择性催化还原法(SCR)脱硝装置喷氨量大、不均匀、反应器出口NO_x质量浓度分布与DL/T 260—2012《燃煤电厂烟气脱硝装置性能验收试验规范》相对标准偏差率(CV)值高等特点。通过对低负荷下SCR脱硝装置的性能进行喷氨优化调整试验,改善其运行状况。经优化调整后,机组在120 MW低负荷下运行时,A侧SCR反应器出口截面NO_x质量浓度分布CV值分别由51.7%和28%降低至8.4%、9.8%,平均氨逃逸浓度分别由3.1×10~(-6)和2.1×10~(-6)降为1.8×10~(-6)和0.3×10~(-6),且SCR反应器出口NO_x质量浓度分布均匀性明显改善,局部氨逃逸体积分数峰值明显降低。     

330MW机组SCR烟气脱硝系统运行优化试验分析

SCR脱硝反应器出口NO_x质量浓度分布不均匀会造成氨逃逸率高、还原剂耗量增加等问题。某电厂330MW机组SCR烟气脱硝系统经优化调整试验,根据SCR反应器出口NO_x质量浓度分布情况对各喷氨支管的手动阀开度进行调节,使SCR反应器出口NO_x质量浓度分布不均匀度降低至15%以下,在满足脱硝效率的前提下,降低了氨逃逸率和空预器堵塞风险,从而使系统运行的经济性和安全性得到显著提升。     

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。     

SCR脱硝系统喷氨优化调整试验

为了调高脱硝系统效率,在满足环保超低排放标准的前提下,减少喷氨量、降低氨逃逸率、降低空预器堵塞风险,对某电厂超临界2×700 MW燃煤机组脱硝系统进行喷氨优化调整试验。通过调整喷氨手动门开度,合理调节SCR喷氨量,使SCR脱硝系统出口氮氧化物浓度分布的均匀性得到改善,降低了局部氨逃逸峰值,降低了空预器堵塞的风险。     

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。     

烟道导流板和弯头结构对SCR流场影响的模拟分析

为研究SCR脱硝系统的结构布置对喷氨的均匀性和脱硝反应效率的影响,采用Fluent软件模拟了某600 MW燃煤机组脱硝系统,分析了系统内速度场和压力场的分布。结果表明:采用直角弯头和简单的导流板形式会引起显著的流场偏差,导致脱硝系统运行过程中氨逃逸浓度增加,使系统积灰情况加重。     

某电厂脱硝系统氨逃逸故障分析与处理

针对脱硝系统出口氨逃逸质量浓度过高导致空气预热器腐蚀、堵塞以及二次污染等问题，以某电厂氨逃逸故障为例，对烟气温度、NO_x质量浓度、氨逃逸情况、运行数据等进行分析，认为入口氨氮摩尔比分布不均以及部分区域氨量过喷是造成脱硝出口氨逃逸超标的主要原因，提出降低入口NO_x质量浓度的同时减少NO_x质量浓度波动幅度、调整脱硝反应器入口氨氮摩尔比分布、评估催化剂性能等措施避免脱硝系统氨逃逸现象。     

燃煤锅炉SCR烟气脱硝系统喷氨优化调整试验

针对SCR烟气脱硝系统3种典型喷氨技术,设计了1种控制氨逃逸的优化调整方法,主要根据脱硝系统出口NO分布情况调整喷氨系统,以使氨分布均匀。试验结果表明,该方法可以有效降低脱硝系统氨逃逸。采用不同喷氨技术的脱硝系统,其优化调整后的效果有差异,效果最为显著的是分区控制喷氨格栅技术,其次为线性控制喷氨格栅技术,效果一般的为涡流混合技术。     

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。     

氨氮比分布不均对SCR脱硝反应影响的模拟研究

建立了某660 MW机组SCR主反应器的三维数值模型,通过模型研究了反应器内氨氮比的分布特点及其均匀性对脱硝反应的影响。模拟结果表明:在氨氮比小于1的前提下,每经过一层催化剂脱硝,氨氮比变小,而其分布的不均匀程度变大;同时,氨氮比分布不均降低脱硝效率,增大氨逃逸。并且随着脱硝效率的增大,氨氮比分布不均对其影响越显著;氨氮比的均匀性是限制SCR满足一定氨逃逸的前提下,进一步提效的关键因素。     

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。     

还原剂分布不均匀对SCR脱硝性能影响的模拟分析

以一个实际反应器的设计方案为对象,对烟气中反应物的浓度分布不均匀对SCR脱硝性能影响进行了模拟分析。假设烟气中NOx分布均匀,氨分布不均匀,并假定氨氮摩尔比的空间分布是一个遵循均匀分布的随机变量。模拟计算结果表明,烟气中氨的分布的不均匀性对脱硝装置的脱硝效率和氨逃逸有显著影响。平均脱硝效率随氨氮摩尔比相对偏差的增大而减少,平均氨逃逸随氨氮摩尔比偏差的增大而增加,氨氮摩尔比相对偏差小于10%时,平均脱硝效率和平均氨逃逸与设计值的偏离不太大。