基于深度主元分析的电站锅炉NO_x质量浓度预测模型研究

目前,国内电站大部分选择性催化还原(SCR)脱硝系统喷氨装置喷氨调节阀自动控制均存在一定的问题。本文通过深度主元分析,阐述了机组SCR脱硝系统入口NO_x质量浓度非线性模型的构建方法,同时利用该方法构造的模型以及模糊调节和时滞补偿控制,发展了新型的喷氨控制策略。运行控制结果表明,在动态和稳态过程中,烟囱出口NO_x质量浓度均能长时间稳定地控制在设定值附近,有效解决了SCR脱硝系统喷氨自动投入的问题。     

离散粒子群寻优径向基神经网络模型在脱硝控制中应用

提出了一种选择性催化还原(SCR)烟气脱硝预测控制方法,该方法采用粒子群寻优的径向基(RBF)神经网络预测SCR脱硝系统入口NOx质量浓度,将整体寻优空间离散化,通过采用节点寻优并结合最速梯度方法重构寻优模型,同时将该RBF神经网络预测结果引入脱硝控制策略,应用到火电机组的喷氨控制。在某350 MW机组实际应用结果表明,该神经网络模型不仅能实现喷氨自动控制,而且能提高喷氨系统控制精度。     

燃煤电厂(SCR)脱硝装置全负荷投运的方法

通过进行SCR脱硝装置入口燃烧器技术改造,利用焦炉煤气燃烧加热脱硝入口烟气温度,实现燃煤电厂(SCR)烟气脱硝装置可以在机组低负荷时段和锅炉启动过程中全负荷投入运行,满足氮氧化物(NO_X)排放浓度限值低于100 mg/Nm~3的环保排放标准。     

基于带时间尺度PCA-RBF的脱硝系统入口NOx质量浓度软测量技术

选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝系统入口NOx质量浓度是控制NOx排放的重要参数之一,高精度的测量值可以有效提高脱硝系统的控制效果.为此,提出基于带时间尺度PCA-RBF的脱硝系统入口NOx质量浓度软测量方法.首先对原始数据样本进行主元分析(principal c...     

燃气轮机高效脱硝的工艺流程设计及研究

针对燃气轮机工况条件下烟气排放的特点以及现有脱硝系统的问题,提出了一种燃气轮机机组SCR高效脱硝的技术方案,通过在燃机和余热锅炉的连接段处布置有尿素预热管和雾化喷枪,利用烟气余热进行尿素的预热和热解;采用烟气消旋装置可以对螺旋的烟气进行整流,消除了烟气的旋转,从而实现了对整个烟气通道的流场优化;结合燃气轮机的烟气排放特点采用专用的SCR脱硝催化剂,为实现燃气轮机的高效脱硝工艺设计提供理论依据和技术保证。     

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。     

1000 MW超超临界机组SCR脱硝喷氨控制策略的优化与改进

针对某发电厂1 000 MW超超临界机组SCR脱硝喷氨控制系统存在的问题,包括控制对象不准确、测量参数可靠性低、喷氨调节阀特性差、CEMS反吹和标定干扰自动调节等,对不同煤种与脱硝入口NOX浓度关系、磨煤机启停方式对脱硝入口NOX生成的影响进行了分析。采用基于前馈与变参数控制的脱硝控制优化策略,实现了喷氨调节自动控制全程投入,可将系统出口NOX浓度控制在50mg/m3以内且波动较小,SCR脱硝系统控制效果良好。     

W火焰锅炉SNCR脱硝及其对SCR入口流场的影响

由于W火焰锅炉NO_x排放浓度高,一些电厂采用低氮燃烧+SNCR脱硝+SCR脱硝的耦合脱硝方式,但运行中出现了氨逃逸浓度严重超标的问题。以某600 MW超临界W火焰锅炉为对象,采用CFD数值模拟辅以实测验证方法研究了锅炉负荷、尿素喷射层流场、氨氮摩尔比等因素对SNCR脱硝及SCR入口流场分布的影响。研究发现：SOFA风沿前后墙非等间距布置是造成尿素喷射层速度场及温度场不均的主要原因;随锅炉负荷降低,喷枪层截面平均温度趋向于SNCR最佳脱硝温度,脱硝效率逐渐增加;SCR入口截面温度、流速及NO_x浓度分布皆不均匀,随SNCR脱硝效率提高,SCR入口截面NO_x浓度分布偏差增大,不同负荷时SCR入口截面NO_x相对偏差达35%～53%。SNCR脱硝严重影响SCR脱硝反应器入口NO_x浓度均匀性,最终导致SCR氨逃逸浓度严重超标,建议通过优化SOFA风布置及在SCR入口段加装烟气混合器加以解决。     

超临界350 MW机组CFB锅炉脱硫脱硝经济性分析

神华神东山西河曲发电有限公司(河曲CFB电厂)超临界350 MW机组循环流化床(CFB)锅炉超低排放技术路线为炉内高效脱硫抑氮+选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术+炉外烟气循环流化床法脱硫工艺。通过现场试验,验证了床层温度、运行氧量和炉内钙硫摩尔比等运行参数对炉膛出口NO_x、SO_2排放的影响规律,以及向CFB锅炉内加入石灰石和设置前置电除尘器对脱硫脱硝运行经济性的影响。结果表明:可通过试验调整运行参数,控制炉外脱硫塔入口SO_2质量浓度,综合比较锅炉热效率、炉内喷钙系统石灰石消耗量、脱硝系统尿素消耗量和炉后脱硫系统Ca(OH)_2消耗量,选取最佳运行参数,实现燃烧效率和炉内脱硫、脱硝系统运行经济性最优;炉外脱硫系统前设置前置电除尘器,经济性更佳。该结论为采用烟气循环流化床法脱硫工艺的新建机组和实施超低排放改造的大型CFB锅炉提供了参考。     

宽负荷SCR脱硝系统的全负荷拓展技术探索

为了实现选择性催化还原(SCR)脱硝系统全负荷运行,减少环境污染,机组启动过程中使用宽负荷SCR脱硝系统进行全负荷脱硝系统试验:通过锅水循环泵(简称锅水泵)流量调节阀和锅水泵出水调节阀控制省煤器再循环流量,同时通过省煤器水旁路调节阀控制省煤器旁路流量,在保证设备、系统安全的前提下,减少了启动过程中省煤器的吸热量,提高了SCR脱硝反应器入口烟温,使得并网前SCR脱硝反应器入口烟温达到脱硝催化剂最低温度要求,从而投入SCR脱硝系统运行。     

600 MW亚临界机组省煤器热水再循环宽负荷脱硝改造分析

为解决火电机组深度调峰时选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂入口烟温低,不能满足脱硝催化剂要求的问题,内蒙古京隆发电有限责任公司1号机组采用省煤器热水再循环方法提高SCR脱硝入口烟温。结果表明,采用该方法可以提高省煤器入口水温60～70℃、SCR入口烟温30～50℃,实现20%额定负荷时SCR催化剂入口烟温的需求,同时也对改造存在的汽包水位控制和再热汽温等问题进行梳理,为同类型机组改造提供参考。     

燃煤锅炉高效低NO_x协同优化系统开发及应用

为了达到大气污染物近零排放标准,大型燃煤发电机组NO_x排放质量浓度需低于35 mg/m3。在当前工程实践中应用最广泛的锅炉低氮燃烧(LNB)与选择性催化还原(SCR)综合脱硝技术存在协调问题,很难同时实现机组LNB与SCR脱硝的安全、环保、经济运行。为此,本文建立了燃煤锅炉LNB运行调整与SCR脱硝协同模型,采用改进的BP神经网络建立锅炉燃烧系统模型,利用改进的最小二乘支持向量机建立SCR脱硝系统模型,并进一步开展了机组高效低NO_x调节与优化分析,开发了燃煤锅炉高效低NO_x协同优化系统。在某机组的实际应用结果表明,该协同优化系统可在任何工况下实时指导运行人员调整机组运行参数,确保机组安全、环保、经济运行。     

超超临界深度调峰机组锅炉全时段脱硝技术研究

超超临界机组锅炉参与深度调峰时,脱硝系统入口烟温将不能满足脱硝系统安全环保运行的要求。现有全负荷脱硝技术温度调节区间有限,机组启停阶段SCR入口烟温偏低,无法满足全时段脱硝要求。为实现脱硝系统全时段运行,在超超临界塔式炉上开展烟气补燃技术方案研究,并给出分析建议。     

现役燃煤机组SCR烟气脱硝装置运行现状分析

为了给燃煤电厂超低排放改造提供借鉴,对国内26个电厂61台采用选择性催化还原（SCR）工艺燃煤机组的脱硝装置运行现状进行了分析,得到脱硝效率、进出口NO_x浓度、氨氮摩尔比、SO₂/SO₃转化率、逃逸氨、运行烟温、系统阻力、温降等脱硝装置各方面实际运行参数,掌握了燃煤机组脱硝装置主要性能。研究结果表明,大部分脱硝装置整体性能较为良好;所存在的问题主要包括：机组炉型、煤质、燃烧工况以及设计裕量等因素导致部分机组脱硝系统入口NO_x浓度偏离原设计值较多,喷氨不合理导致大部分机组氨氮摩尔比偏大并造成逃逸氨浓度超标,部分机组低负荷时脱硝系统入口烟温偏低,部分机组脱硝系统温降较大。对此提出了相应建议及意见。     

脱硝系统采用烟道尿素直喷热解工艺的可行性研究

以某125 MW燃煤机组为例,使用数值模拟方法对选择性催化还原（SCR）脱硝反应器进口烟道烟气条件下尿素直喷热解技术应用的可行性进行了研究。研究结果表明:在燃煤机组SCR反应器进口烟道烟气条件下,尿素热解的主要产物为氨气和异氰酸,在300~400 ℃烟气温度范围内,当停留时间达到0.5 s以上时,尿素的热解效率在95%以上;在SCR脱硝系统进口烟道布置12支喷枪,尿素溶液平均雾化粒径为35 μm,在尿素溶液喷射点下游设置混合器能够使第一层催化剂入口截面上NH3的摩尔分数分布均匀性最好,均方根偏差为4.8%;在尿素直喷热解工程应用时,宜选用带有保温隔热结构和冷却风装置的双流体喷枪,并将喷枪进行分区设置。     

运行氧量对某600MW四角切圆锅炉烟气组分浓度和飞灰含碳量影响的试验研究

对深度空气分级改造后的某600 MW四角切圆锅炉运行氧量对出口烟气组分浓度和飞灰含碳量影响开展了现场试验研究。结果表明,(1)深度空气分级下NO_(x)浓度总体处于较低水平;运行氧量从1.5%增加到4.5%,SCR入口NO_(x)浓度基本呈现线性增加。(2)运行氧量从1.5%增加到2.5%,SCR入口CO浓度逐渐降低,但处于较高水平(平均值在3 000 ppm以上);当运行氧量增加到3.0%时,SCR入口CO浓度显著降低到1 000 ppm以下,进一步提高运行到4.5%,CO浓度轻微有所降低。(3)运行氧量从1.5%增加到4.5%,飞灰含碳量也基本呈现线性降低规律。为兼顾燃尽特性、CO排放浓度及燃烧经济性,建议实际运行过程中运行氧量设置在3.0%左右,既可保证燃烧效率又可控制NO_(x)生成。     

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。     

超低排放形势下SCR脱硝工程改造现状的调查

为达到“煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）”要求,超低排放改造工作在燃煤电厂全面展开。对49个电厂已完成烟气超低排放改造的132台机组安装的SCR脱硝催化剂现状进行了调查,对脱硝机组的类型、烟气温度、入口粉尘浓度、入口NO_x浓度和超低排放要求下脱硝催化剂的改造方案进行了统计和分析,并对超低排放改造前后SCR脱硝催化剂不同催化剂层间体积的变化进行了比较,同时结合部分改造案例分析了超低排放改造设计过程中值得注意和改进的事项,以进一步保障脱硝系统的达标排放和安全经济运行,给后续开展烟气脱硝超低排放改造机组的设计和建设提供借鉴。     

联合循环电站余热锅炉全工况烟气脱硝运行分析

燃气–蒸汽联合循环发电机组氮氧化物(NO_x)排放指标趋于更严,国内在役机组面临在干式低NO_x燃烧技术的基础上增加余热锅炉烟气选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝改造的问题。针对此,利用ASPEN PLUS的化工模拟功能,结合典型联合循环机组全工况烟气参数,对余热锅炉入口低浓度NO_x烟气的SCR法脱硝过程进行模拟,通过已有试验数据和运行数据验证了模型的合理性;同时利用VBA程序外嵌的ASPEN PLUS和Excel数据批量计算分析功能,对影响脱硝效率的操作参数进行了分析。结果表明:机组在全工况运行范围内,最佳氨氮比(物质的量比)落在0.8~1.0之间,且随负荷率增加而递增;脱硝效率随停留时间增加而增加;针对案例M701F3型机组,新增的SCR脱硝反应器无需烟气升温改造措施即可使NO_x排放浓度(质量浓度)低于30 mg/m3(标准状态下,氧的体积分数为15%),满足最新环保排放要求。针对机组低负荷时烟气温度偏低及NO_x排放不稳定从而影响脱硝效率的问题,给出了余热锅炉入口NO_x的质量浓度边界曲线,用以判断是否需要采取烟气升温措施。     

1 000 MW机组降低锅炉NOx排放技术研究与应用

随着国家颁布更严格的NO_x排放标准,锅炉燃烧优化更多采用低氮燃烧技术。将低氮燃烧技术优化和SCR脱硝系统优化相结合,在锅炉低氮燃烧闭环控制系统、SCR喷氨格栅调节门的状态控制器等方面开展了系列研究,制定了优化策略,开发了锅炉燃烧与脱硝运行综合优化系统。工程实践应用表明,在不同负荷工况下,采用锅炉燃烧与脱硝运行综合优化系统后,脱硝效率提高,SCR反应器出口NO_x排放浓度降低,氨逃逸率降低,实现了燃煤机组氮氧化物排放达到燃气轮机的排放标准。