SCR脱硝反应器流场优化及积灰预测

火电厂SCR反应器内部积灰现象是影响脱硝性能和安全运行的重要因素。针对火电厂运行过程中出现的脱硝反应器内部积灰问题,通过数值模拟的方法,研究了反应器内部的飞灰分布特征,并通过流场优化,在第三拐角处添加导流板数量,对反应器内部的烟气和飞灰浓度分布进行优化调整,降低了催化剂层前流场和飞灰浓度场的不均匀性。     

SCR催化剂的磨损试验与数值模拟研究

高灰型布置的SCR脱硝系统其催化剂运行环境恶劣,烟气流速、飞灰颗粒及其粒径大小等客观因素对催化剂均会造成磨损。为研究烟气流速、飞灰粒径、飞灰质量浓度以及烟气入射角等对催化剂磨损造成的影响,采用日趋成熟的CFD数值模拟软件对不同工况时的SCR脱硝催化剂磨损情况进行研究,并且通过自建的冷态试验台进行了验证。研究结果表明,脱硝催化剂的磨损与上述4种影响因素均有很大关系,其中飞灰质量浓度、烟气入射角的变化对催化剂的磨损率影响较大,因此在实际运行中应增设导流板,避免因入射角和飞灰质量浓度的不均匀性导致催化剂磨损,另外还应选择合理的烟气流速以减小磨损,保证SCR系统的安全稳定运行。     

SCR烟气脱硝数学模拟研究

选择性催化还原法(SCR)脱硝反应器中的烟气流动情况对于脱硝反应的实际效果有显著影响.对SCR反应器入口烟气流场、SCR反应器氨浓度分布及SCR反应器出口烟气流场进行数学模拟.通过在弯头处增加弧形导流板,调整喷氨阀门开度,在SCR反应器出口段加装了4个垂直的导流板后,优化了SCR脱硝反应器中的烟气流速和氨浓度分布,在保证氨逃逸率的前提条件下,使脱硝效率达到设计值;通过模拟对烟道及反应器进行优化,大大降低了烟气对催化剂的冲刷,消除了烟道及反应器的飞灰沉积.     

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。     

某660 MW超超临界机组脱硝催化剂不均匀磨损治理

火电厂SCR脱硝催化剂不均匀磨损会降低催化剂的整体使用寿命。以某660 MW机组超超临界锅炉SCR装置为研究对象,利用数值模拟和现场测试方法,找出了催化剂不均匀磨损的原因;运用数值模拟方法对不同改造方案进行模拟计算,优选出SCR脱硝装置入口断面流场、颗粒浓度场分布均匀的改造方案并加以实施。改造后的测试结果表明,脱硝装置入口烟气流速和飞灰浓度均匀性得到提高,因而可使催化剂的不均匀磨损问题基本得到解决。     

脱硝反应器烟气整琉格栅琉场数值模拟研究

脱硝反应器内流场均匀与否关系到脱硝系统的实现,而决定反应器内流场均匀性的关键在于催化剂床层上部导流装置的性能.应用计算流体力学软件CFD,通过改变导流板间距、导流板长度、与Z轴的夹角(垂直轴)以及第1块导流板距反应器边壁的距离,对烟气整流格栅进行模拟,从而分析烟气整流格栅结构参数对反应器流场分布的影响.结果表明,第1块导流板距反应器边壁距离的改变对流场性能影响很弱,可以忽略;各结构参数取值存在一个使反应器流场最佳的范围;原始方案在均匀性、烟气速度矢量指标、压降中均最优,可作为设计基准.     

SCR脱硝反应器导流板的结构设计

选择性催化还原剂(SCR)脱硝反应器入口段导流板的作用是使烟气流速均匀,尽可能地分配合理通过催化剂的烟气流量.对此,以某电厂300 MW机组SCR脱硝反应器中导流板为研究对象,采用FLUENT软件,通过对不同结构导流板下反应器内流场的数值模拟,以及多种方案的对比分析,得出最优的导流板结构及反应器内流场分布.     

1000MW机组脱硝系统流场模拟与优化

脱硝装置中流场分布不均会严重影响脱硝效率及催化剂使用寿命。针对超超临界1 000 MW机组配套脱硝系统实际应用案例较少,经验不足等问题,以1 000 MW机组配套脱硝装置为仿真对象,通过改直角弯道为圆角弯道,在不同位置增设不同尺寸、形状的导流板,催化剂上方增设整流格栅对其内部流场进行优化,并通过云图及均方根值进行定性及定量分析。研究表明:导流板及整流格栅可以改变烟气流动的方向,对烟气进行深度整流,使烟道及催化剂上方截面速度分布偏差系数降低到15%以下。在SCR反应器及烟道内合理增设导流及整流装置,可以使流场分布趋于均匀,提高脱硝反应效率和催化剂使用寿命。     

90°方截面烟道气固两相流动优化设计

为探究不同导流板设计对流场及飞灰浓度均匀性的影响,解决SCR烟气脱硝系统弯曲段普遍存在的磨损和积灰问题,对某电厂SCR脱硝系统弯曲段进行CFD数值模拟,通过采用不同形式、不同数量导流板布置来探究转弯后的水平烟道不同截面流场分布和飞灰浓度分布。结果表明:弧直形导流板可以有效改善流场分布均匀性。随导流板数量的增加,流场分布均匀性的变化趋势与飞灰浓度分布均匀性并不相同,不能通过流场分布优劣去判断飞灰浓度分布优劣。距离转弯长度为L处(L为出口截面边长)浓度分布均匀性最佳。此外,飞灰浓度的大小对导流板的布置没有影响。     

火电厂SCR烟气脱硝反应器前设置灰斗及增加烟道截面的探讨

阐述了飞灰对火电厂脱硝催化剂的磨损和堵塞机理.通过分析国内燃煤电厂飞灰的特性,说明飞灰对催化剂的磨损作用是较强的.探讨了通过在选择性催化还原烟气脱硝反应器前设置灰斗和增加烟道截面的方式,来提高大颗粒飞灰的去除效率,有效减少飞灰对催化剂的磨损和阻塞,延长催化剂寿命的可行性.     

电除尘器不同电场汞分布特性研究

为研究燃煤发电厂汞的排放,通过采集不同容量机组的静电除尘器底灰及烟气中飞灰,分析了各个电场下部底灰中的汞含量.结果表明：相比其他因素,煤中携带的汞含量对底灰中汞分布影响最大,煤在完成燃烧后将大部分汞转移到了电除尘底灰中;在电除尘的各级电场中,飞灰汞浓度呈现逐级上升后再下降的趋势.不同电场汞浓度差异的原因与烟气颗粒物的大小及电除尘内部烟气流速有关.     

选择性催化还原烟气脱硝改造方案可行性分析

在对燃煤锅炉烟气进行测试分析的基础上,依据选择性催化还原烟气脱硝（SCR）工艺在国外应用与运行的经验及效果,针对220MW燃煤锅炉飞灰含量高、粒度大且硬度高等特点,提出脱硝技术改造的可行性分析。     

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。     

W型锅炉SCR脱硝装置积灰原因分析与治理

某电厂W型火焰锅炉燃用高灰分无烟煤,SCR脱硝反应器催化剂、导流板、整流格栅、支撑钢梁积灰严重,造成了流场不均匀和催化剂堵塞,影响了SCR脱硝系统的性能。根据运行经验和CFD技术,分析得出SCR脱硝装置积灰的原因是设计不合理、催化剂选型不合理、流场不均、吹灰效果不佳、长期低负荷运行和燃煤灰分远超设计值。通过采用烟气流场优化及1∶10物理模型试验,对导流板、整流格栅和顶部烟道进行了改造,同时将蜂窝式催化剂更换为板式催化剂,加装声波吹灰器。改造后运行3个月,对脱硝装置进行内部检查,反应器水平烟道、导流板积灰明显减少,整流层未见积灰,催化剂表面和孔隙无积灰、堵塞现象,证明所采取的各项措施有效解决了SCR反应器内积灰、催化剂堵塞问题。     

低低温电除尘器粉尘及SO3协同去除研究

为使燃煤电厂大气污染物超低排放,近年低低温电除尘技术开始得到应用。以浙能温州电厂660 MW机组低低温电除尘器为研究对象,对低低温电除尘器粉尘及SO₃协同去除效果进行了测试,对烟气的常规温度和低低温状态下飞灰比电阻的变化及其除尘提效幅度开展研究。结果表明：烟气冷却器投运后,低低温工况条件下的飞灰工况比电阻值较常规烟气工况降低了1个数量级,烟尘排放质量浓度由6.94 mg/m³降至3.25 mg/m³,达到超低排放要求 ;SO₃脱除率达96.6%。     

NOx低浓度排放影响因素的调平措施及效果分析

通过对燃煤发电机组SCR装置的试验研究发现,SCR装置和静电除尘器的漏风会导致NO_x排放浓度升高现象, SCR装置入口烟气速度偏差和NH₃/NO_x配比不均匀会使氨逃逸增大,脱硝效率下降。SCR装置入口烟气速度、NO_x浓度和NH₃/NO_x配比调平试验可改善SCR装置入口的烟气速度不均匀,降低氨逃逸和NO_x浓度,提高脱硝效率。在试验研究的基础上提出,对于燃煤发电厂SCR装置,需在设备投运之前进行流场优化设计,在设备投运之后定期进行调平试验。     

湿法烟气脱硫装置和静电除尘器联合脱除烟气中汞的试验研究

采用国际上通用的安大略方法(Ontario hydro method,OHM)对某燃煤电站静电除尘器(electrostatic precipitator,ESP)和湿法烟气脱硫装置(wet flue gas desulphurization,WFGD)前、后的烟气进行采样,应用美国环境总署(enviroment protection agency,EPA)标准方法测定了烟气中Hg0、Hg2+和HgP的浓度,应用全自动汞分析仪DMA80测定固体样品(煤、底灰、ESP飞灰、脱硫产物)中的汞浓度。由汞平衡得出各个环节中的汞所占的份额,分析了ESP和WFGD对烟气中汞的脱除性能。实验结果表明：此燃煤电站烟气中的汞主要以Hg0形态存在,所占份额均大于80%,Hg2+的份额小于20%,ESP可以有效脱除HgP且部分Hg0被氧化为Hg2+。WFGD装置对总汞的脱除率和Hg2+的吸附率均为零,研究发现烟气中大于50%的Hg2+经过WFGD装置后被还原为Hg0。电厂底渣和飞灰中汞的富集因子均小于1,脱硫产物中汞的富集因子均大于1,表明在此电厂中汞在底渣和飞灰中是耗尽的,在脱硫产物中是富集的。     

内蒙古某电厂逃逸氨浓度测试与灰分影响分析

燃煤电厂选择性催化还原（SCR）脱硝系统氨逃逸问题普遍存在,为良好控制逃逸氨浓度,采用靛酚蓝分光光度法在现场对烟气中氨浓度进行了测试。以内蒙古某200 MW级燃煤机组氨逃逸性能试验为例,详述了靛酚蓝分光光度法现场测试的操作方法与流程,并将试验结果与现场在线仪表数据进行了比较,同时分析了烟气中飞灰对该方法测试结果的影响。结果表明,现场测试可获得不同取样点逃逸氨的浓度,对喷氨控制有利;样品中灰分的存在会大幅提升吸光度值,使测试结果偏高,采样过程中需严防灰分进入样品,以便获得正确的分析结果。     

梯度磁场中燃煤PM10聚并动力学数值模拟

提出了求解梯度磁场中燃煤PM10聚并动力学方程的三分区算法，应用该算法模拟了0.023~9.314μm粒径范围内大同煤灰在永磁环梯度磁场中的聚并动力学过程，并与实验结果进行了比较。结果表明：数值模拟结果与实验结果相一致，三分区算法具有较好的适用性；中间粒径粒子的聚并脱除效率高于小粒子和大粒子的聚并脱除效率；增大粒子质量高，数目中位直径减小，单粒径聚并脱除效率最大值对应的浓度、延长粒子在磁场中聚并时间，粒子的聚并脱除效率提粒径减小；增大平均气流速度，粒子的聚并脱除效率降低，数目中位直径增大，单粒径聚并脱除效率最大值对应的粒径增大。