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。     

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。     

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。     

燃气-蒸汽联合循环机组SCR脱硝技术研究

以某9F级燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉为原型，进行了选择性催化还原（SCR）脱硝系统改造设计研究，根据脱硝系统所需氨耗量和烟气参数设计了氨水蒸发系统，根据余热锅炉的具体尺寸和实际运行烟温参数确定了催化剂的布置位置和参数，并采用数值模拟方法研究了改造后余热锅炉脱硝系统的烟气流场。结果表明:对于高位布置的燃气轮机，在扩口段烟道可不设置导流板；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；项目改造完成后进行了喷氨优化调整试验，最终脱硝系统出口截面上的NOx分布相对标准偏差从29.6%降至19.6%，氨逃逸量从3.46 ?L/L降至2.89 ?L/L，改善效果明显。     

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。     

基于数值模拟的1000MW燃煤机组SCR脱硝系统设计

烟气和NH3在反应器内速度场和浓度场分布是否均匀直接影响SCR技术的脱硝效率。采用FLUENT软件、结合多孔介质模型和组分输运方程对某1000 MW燃煤机组SCR脱硝系统进行数值模拟,获得了4种方案的速度场和浓度场。结果表明:加装导流叶栅和整流格栅,反应器内第一层催化剂入口断面烟气速度不均匀性小于15%。在获得最佳流场的前提下,涡流混合器保证了氨与烟气在反应器中的充分掺混。通过冷态模型试验验证了数值模拟的可靠性,数值计算有效地指导了SCR脱硝系统的设计。     

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。     

脱硝优化控制系统研究与应用

烟气脱硝是现今电厂实现节能环保的重要措施之一。脱硝优化控制系统用于实现电厂烟气脱硝工作的智能优化控制。该系统以选择性催化还原法为基础,采用模型计算的方式对烟气中的NO_x含量进行预估,利用闭环修正的方法得出氨氮摩尔比,实现氨流量的准确控制。系统测试结果表明,该系统可以根据出口NO_x指标和氨逃逸情况及时修正脱硝效率设定值,保证了脱硝工作自动控制的准确性和稳定性,减少了氨耗量和氨逃逸,实现了综合优化脱硝控制。     

基于加权磨煤机组合工况的喷氨格栅调整方法研究

从已投运的燃煤机组SCR脱硝系统的实际运行情况看,SCR脱硝系统在运行过程中存在共性问题,如脱硝反应器出口与烟囱排放口的在线监测值相差较大、脱硝出口氨逃逸超标、两侧喷氨量实际值偏离计算值等。脱硝系统内浓度场不均是造成上述问题的主要原因之一,采取针对性喷氨方式是改进脱硝系统运行的有效手段。针对机组运行实际,开展一种基于加权磨煤机组合工况的喷氨格栅调整方法研究。研究结果显示,该方法可在不增加测试仪表、不对喷氨手动阀进行改造的前提下,实现各种变动工况的NOX有效控制。     

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。     

燃煤机组SCR脱硝系统氨氮混合优化

以某电厂660 MW燃煤机组选择性催化还原(SCR)脱硝系统为研究对象,针对氨逃逸严重、空气预热器(空预器)运行短时间堵塞的问题,结合物理模型速度场冷态试验及现场NO_x浓度分布测试试验,建立了该脱硝系统的三维模型,并运用Fluent软件模拟了不同圆盘导流板安装角度及不同喷氨方案下该SCR脱硝系统烟气流场和组分分布。结果表明,适当调大圆盘导流板倾角及各喷口喷氨速度,可有效改善催化剂层入口处NH_3浓度和氨氮摩尔比分布的均匀性,使催化剂层入口处氨氮摩尔比相对标准偏差控制在4%以下,满足设计和运行要求,为大型燃煤机组SCR脱硝系统的优化调整和运行提供理论参考。     

300MW燃煤机组脱硝AIG优化方法的应用与评价

以某电厂燃煤运行机组锅炉烟气SCR脱硝系统为对象,针对系统内流场布置不合理,NOx和NH3混合不够充分等原因造成氨逃逸严重,提出机组运行中SCR系统导流板布置后一种喷氨优化的方法,并以出口NOx浓度分布、脱硝效率、氨逃逸、液氨消耗量等指标对该方法综合评价,通过其它运行工况进行检验,实现SCR系统的最优运行,最后通过实例验证了该优化方法的适用性,结合机组运行实际情况相应地提出了改善脱硝系统等相关建议。     

某330MW机组SCR脱硝系统运行优化调整试验分析

通过对某330 MW机组选择性催化还原法(SCR)脱硝系统进行运行优化调整试验分析,阐述在不同负荷下的系统脱硝率、氨逃逸浓度、SO2/SO3转换率、系统入口烟气流场、系统阻力、系统温降及温度场等运行特性,为后期机组运行排放达到环保指标,提高脱硝效率并减少氨逃逸,实现对喷氨系统进行精确调整提供技术依据和必要的数据,也为其他SCR系统进行优化调整试验研究提供借鉴的思路。     

稀释取样法在电站脱硝氨逃逸测量中的应用

介绍了电站脱硝氨逃逸测量的重要意义及测量方法,着重对稀释取样法在主要特点及工作原理进行了说明。本系统成功用于张家口热电厂脱硝系统反应器出口氨逃逸的监测,是目前国内电站脱硝系统首次采用稀释法测量氨逃逸的机组,测量值稳定有效,具有较好的工程价值。     

基于组分输运模型的SCR烟气脱硝系统模拟及优化

采用计算流体力学软件对某600 MW燃煤机组烟气脱硝系统的烟气流场和氨浓度场进行仿真模拟,将不同组分烟气和氨混合物与湍流流动方程耦合求解,得到了系统内的烟气流动和组分分布状况;并根据模拟结果对烟道进行优化。结果表明:在BMCR工况下,3个烟道直角转角处加入渐缩型圆弧导流板,首层催化剂前加入整流格栅,使脱硝装置流速不均匀系数从47.42%降至12.18%,但氨浓度均匀性未满足要求;当整流格栅倾斜角为30°,在烟气脱硝反应器入口拐角处等间距布置3片1/4圆弧导板,烟气流速分布不均匀系数和氨浓度分布不均匀系数分别为8.27%和9.53%,满足技术要求;此外,该方案在不同运行工况下均满足技术要求,因而适用于机组变负荷运行。     

指数预测模型和Smith预估器在SCR烟气脱硝控制系统中的应用

针对选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统喷氨量控制的大延迟特性使得常规PID控制难以取得较好控制效果的问题,本文采用非线性拟合法建立了SCR烟气脱硝入口NO_x质量浓度指数预测模型,以该指数模型预测值为前馈信号,设计了SCR烟气脱硝喷氨系统的改进型串级Smith预估控制器,并在DCS中实现组态优化控制。实际应用结果表明:新型指数预测串级Smith预估控制能有效预测SCR烟气脱硝入口NO_x质量浓度变化,补偿喷氨系统的迟延特性,改善喷氨系统的控制效果,节约脱硝系统喷氨量约15%~20%。     

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。     

火电厂SCR烟气脱硝反应器模拟系统设计与应用

针对现有火电厂SCR烟气脱硝反应器内催化剂前端烟气与氨混合不均的技术难题,开发了一套用于研究各种负荷工况下不同导流板结构布置对反应器内烟气流场、氨气及飞灰浓度场等影响的专用模拟系统。系统采用模块化结构,能对不同容量、不同燃烧方式、不同煤种的燃煤锅炉烟气脱硝反应器内多种物理场进行模拟,并可同时进行定量测试、自动数据采集与分析、可视化观察,为大型燃煤锅炉烟气脱硝装置的优化设计提供试验研究平台。     

脱硝喷氨自动控制系统优化

介绍华电潍坊发电有限公司2×670 MW机组脱硝喷氨自动控制系统,分析喷氨自动控制系统存在的问题,通过对喷氨自动控制方式和系统设备的改进,采用PID控制加入前馈、动态调整喷氨调门开度等方式,实时调控喷氨量,有效控制氮氧化物排放,确保脱硝系统的安全稳定运行。     

脱硝喷氨系统建模及控制算法研究与应用

针对某电厂SCR脱硝系统存在的系统超调现象严重、氨逃逸率较高的问题,根据机组历史数据重新建立了脱硝系统模型,并采用模型预测控制和基于Smith预估的自抗扰控制对不同工况下的喷氨控制策略进行了优化。喷氨优化系统投运后,大幅减少了喷氨自动控制过程中的超调现象,氨气逃逸率明显下降,脱硝出口处NOx浓度控制平稳,在满足环保考核标准下,节约了氨气的物料消耗,提高了机组稳定性、抗干扰性和经济性。