基于数值模拟的SCR喷氨优化及反应潜能提升研究

在燃煤电厂机组超低排放改造后,SCR脱硝系统仍存在很多问题,如因空间有限导致的烟道布置不合理,造成脱硝流场、浓度场、氨氮比分布不均匀,氨耗量大,氨逃逸量高等。通过数值模拟计算对非对称布置的烟道进行优化设计,优化后催化剂入口流场相对标准偏差由35%下降为13%;通过冷态、热态喷氨优化调整,浓度场相对标准偏差由54%下降为14%;经效果评估,反应器反应潜能上升约0.8。     

一种控制燃煤机组SCR烟气脱硝系统氨逃逸的优化调整方法

以某烟气脱硝工程3号机组为例,针对选择性催化还原(SCR)脱硝反应器出口NO_x质量浓度偏差大、氨逃逸率高的问题,提出了一种喷氨均匀性调整优化方案。采用该方案对喷氨格栅每路供氨支管上的手动调节阀进行调整,最终在反应器出口建立均匀、稳定的NO_x分布。优化调整前后系统A、B两侧的NO_x不均匀度分别从55.1%和19.2%,降至27.6%和14.7%;SCR脱硝系统的平均氨逃逸率从3.289 6 m L·m~(-3)降至1.265 7 mL·m~(-3),表明采用该优化调整方法可使反应器出口NO_x分布均匀,降低氨逃逸率,有利于系统的安全、稳定运行。     

电站锅炉SCR烟气脱硝系统优化数值模拟

针对某电厂300MW锅炉的选择性催化还原(SCR)反应系统,采用计算流体力学软件对不同结构下SCR反应器的脱硝特性进行了数值模拟,分析了导流板布置对SCR反应器内流场分布均匀性的影响,研究了不同布置方案下SCR反应器内氨氮物质的量比(简称氨氮比)分布的规律.结果表明:烟道内无导流板时,SCR反应器内的流场和NH3体积分数分布严重不均,SCR反应器的脱硝效率较低,氨逃逸率较高;采用初始方案,SCR反应器内的流场改善较大,但是第一层催化剂入口处氨氮比分布偏差大于5%;采用最终方案,第一层催化剂入口处的速度偏差为3.84%,氨氮比分布偏差为3.79%,SCR反应器的脱硝效率达到83%,NH3逃逸率低于5×10-6.     

基于CFD建模的1000MW电站锅炉SCR脱硝系统喷氨策略优化

以某1 000 MW电站锅炉的选择性催化还原(SCR)脱硝系统为研究对象,入口截面采用现场实测流场和NO_x浓度场分布数据,对耦合反应器内的湍流流动、多组分混合及化学反应进行了基于CFD建模的数值计算研究,并基于氨氮比一致分配理论,利用数值模拟多次试算获得最优喷氨策略,对该最优喷氨策略进行现场验证.结果表明:实际入口为非均匀流场和浓度场,采用均匀喷氨策略,催化剂上部截面氨氮比及出口附近测点位置氨气浓度分布极度不均,氨逃逸严重;现场验证实验表明,本文方法确实可有效地指导喷氨优化调整,降低调整盲目性,提高现场工作效率.     

基于RBF神经网络的SCR脱硝系统喷氨优化

为实现对电厂选择性催化还原(SCR)脱硝装置喷氨的优化控制,以广东某电厂350 MW锅炉为研究对象,采用径向基函数(RBF)神经网络法,以锅炉负荷、烟气体积流量、SCR烟气温度、脱硝进口NO_x 质量浓度以及喷氨质量流量等为输入变量,以SCR脱硝效率为输出变量,建立输入变量与输出变量之间的关系模型,实现对SCR脱硝效率及脱硝出口NO_x 质量浓度的预测.在满足NO_x 排放标准的前提下,以SCR系统运行成本最小为目标,利用Matlab对该模型进行仿真实验,寻求氨耗成本和电耗成本与NO_x 排放费用的临界点,得到最佳喷氨质量流量.结果表明:最佳喷氨质量流量计算值比实测值或高或低,但在满足NO_x 排放标准的前提下,其SCR系统运行成本呈降低趋势.     

650 MW机组SCR脱硝系统喷氨装置协调优化

山东某电厂650 MW燃煤机组SCR(selective catalytic reduction)脱硝系统氨气逃逸率较大,导致催化剂的堵塞、失活及中毒。通过FLUENT数值模拟建立三维脱硝系统模型,模拟了在反应器顶部不同导流板数量及喷氨速度下SCR系统流场分布,通过对结果的分析比较,得出适当增加导流板组数和合理差异化的调整各喷口喷氨速度能够使第一层催化剂入口的NH3浓度、NOx浓度及NH3/NOx分布更加均匀化合理化,很好的满足了设计和运行的双重检测,为SCR脱硝系统的协调优化和机组运行的稳定性提供了实际参考价值。     

SCR脱硝优化概述

针对出现问题的SCR脱硝系统,采用SCR脱硝优化技术如:降低进入反应器内的飞灰含量、优化现有SCR脱硝系统流场、优化SCR脱硝喷氨控制系统等,可有效减缓催化剂磨损、堵塞,提升截面流速分布均匀性、氨浓度分布均匀性,降低氨逃逸等目标,最终使SCR脱硝系统节能稳定运行。     

某600MW机组低氮调整与喷氨优化耦合应用

对1台600 MW四角切圆的双炉膛燃煤锅炉进行了低氮燃烧调整和SCR脱硝喷氨优化试验。结果表明:通过对燃尽风、炉膛氧量及喷氨格栅各支管流量分配进行了优化,降低了省煤器出口NO x浓度,提高了SCR脱硝反应器出口NO x与氨逃逸浓度分布的均匀性,可有效地预防和减轻空气预热器的硫酸氢铵堵塞,为实现脱硝超低排放稳定运行提供了技术支持,对同类型锅炉设备的降氮优化调整和改造具有借鉴意义。     

650MW电厂SCR脱硝系统喷氨装置协调优化

山东某电厂650MW燃煤机组SCR（selective catalytic reduction）脱硝系统氨气逃逸率较大,导致催化剂的堵塞、失活及中毒。通过FLUENT数值模拟建立三维脱硝系统模型,模拟了在反应器顶部不同导流板数量及喷氨速度下SCR系统流场分布,通过对结果的分析比较,得出适当增加导流板组数和合理差异化的调整各喷口喷氨速度能够使第一层催化剂入口的NH₃浓度、NO_X浓度及NH₃/NO_X分布更加均匀化合理化,很好的满足了设计和运行的双重检测,为SCR脱硝系统的协调优化和机组运行的稳定性提供了实际参考价值。     

SCR脱硝反应器入口导流板设计优化分析

随着我国对NOx排放标准的不断提高,单纯依靠燃烧过程控制已不能满足国家标准要求,因此国家也相应出台了一系列控制燃煤电厂NOx排放的法律、法规和政策,促使我国加快燃煤电厂烟气脱硝装置的建设。SCR脱硝技术具有脱硝效率高、运行可靠等优点,已得到了广泛应用。文中主要介绍燃煤电厂SCR脱硝反应器入口导流板对SCR脱硝反应器流场的优化作用及入口导流板设计优化分析,对SCR脱硝反应器入口导流板的设计原则及优化分析等进行了一定的阐述。     

660MW机组脱硝系统性能综合优化分析研究

目前电厂超低排放改造后脱硝系统运行控制难度加大,亟需脱硝系统优化试验进行运行指导,为电厂脱硝系统运行提供技术支持。以某660 MW火力发电厂脱硝系统为例,结合现场试验,考虑更多因素对脱硝系统性能进行了综合优化。分析结果表明:脱硝系统性能评价不仅要考虑脱硝效率,关注NO_x分布的相对标准偏差,调整温度分布均匀,保证了催化剂的使用时间;也需考虑脱硝系统出口氨逃逸浓度,优化喷氨量,以免造成二次污染,降低了空气预热器的换热效率;仍需关注SCR系统阻力,确保烟气有序流动,减少了系统阻力,防止了飞灰堆积;以及SO_2/SO_3转化率等综合指标,建议脱硝系统性能优化应综合考虑各个指标。     

火电厂SCR烟气脱硝装置喷氨量优化试验方法的研究

电站SCR装置催化剂出口NO_x存在浓度偏差,采用均匀喷氨的方法会导致氨逃逸率居高不下,硫酸氢氨生成物增多,在影响催化剂寿命的同时易造成空气预热器快速堵灰,影响机组运行的经济性、安全性。合理的氨氮比对系统的脱硝性能具有重要影响,经本次优化调整试验后,SCR装置喷氨量有明显的降低,空气预热器快速堵灰情况有明显好转,局部氨浓度过高的情况也有明显缓解,同时能有效减少硫酸氢铵的生成,保障电厂系统的安全运行。     

基于NOx浓度场实时检测的喷氨优化应用研究

在国家新的大气污染排放标准要求下,需要对燃煤电厂脱硝系统反应器进行喷氨实时优化。在工程实践中,首先需解决NH_3/NO_x混合效率问题,其次解决脱硝系统出口的NO_x浓度场均匀性对催化剂寿命产生影响所带给电厂运行的经济性、安全性等问题。为此,对NO_x浓度场进行实时检测并深入研究了脱硝系统喷氨实时优化方案,提出一种模糊控制与均衡控制相结合的前馈串级控制方法。目前,该系统已成功应用在1 000 MW机组中,应用显示控制法可以有效减小耗氨量,提高出口NO_x的均匀程度,从而降低了机组运行电耗,增强了系统运行稳定性和可靠性,减少了氨逃逸,延长了催化剂使用寿命。给电力生产带来很好的经济效益,满足了脱硝工程中喷氨混合的需要。     

SCR烟气脱硝系统喷氨适应性调整的试验分析

在选择性催化还原烟气脱硝技术中,为了使还原剂与NO_x充分混合,最理想的状况是使还原剂的质量浓度分布与NO_x的质量浓度分布相一致。主要介绍了锅炉SCR脱硝系统喷氨适应性调整试验的测点布置、测量方法、试验结果与分析等,通过实验可知,调整各喷氨支管手动阀开度可有效提高SCR喷氨适应性,降低氨逃逸量,降低出口NO_x质量浓度。     

基于煤电超低排放的SCR脱硝系统多方位优化

针对燃煤电厂NOx超低排放运行中产生的问题,提出了根据各自脱硝系统的特点,给予脱硝喷氨优化、自动控制优化以及脱硝流场优化等技术应对措施。脱硝运行应用实例表明,实施上述优化措施对长期、稳定、安全地实现NOx超低排放是有效可靠的。     

全烟道宽度SCR烟气混合器在对冲锅炉上的应用研究

某前后墙对冲燃烧锅炉SCR烟气脱硝系统配置的涡流盘型氨喷射系统的负荷适应性差,不同负荷下的局部氨逃逸峰值浓度过大,导致空气预热器硫酸氢铵堵塞严重。基于烟气强制混流机理,设计了含小分区格栅型氨喷射系统和全烟道宽度混合器的优化改造方案,并在该SCR系统上进行了应用。CFD模拟结果表明:在机组高、中和低负荷下,优化方案的顶层催化剂上部截面氨氮摩尔比分布相对标准偏差CV值分别为4.5%、3.8%和1.4%,高负荷下系统阻力仅增加130 Pa。改造工程现场测试结果显示,不同负荷下的SCR脱硝反应器出口NO_x浓度分布CV值为10.5%、9.2%和7.9%,喷氨系统具有良好的全负荷适应性。     

非均匀来流条件下SCR系统静态混合器布置及喷氨优化数值模拟研究

针对某650 MW机组W炉SCR系统静态混合器在非均匀来流条件下的布置及喷氨优化进行了数值模拟研究.通过分析常规导流板设计下SCR系统内流场,提出利用静态混合器对SCR系统进行分区流场优化.大范围混合器布置在脱硝入口烟道,分区混合器布置在喷氨格栅下游并将烟道划分为3个分区.经分区流场优化后,SCR系统内流速、温度和NO...     

基于数值模拟分析及试验校核的喷氨系统结构优化

为达到超低排放要求,增大氨氮摩尔比是提高脱硝效率的主要方法。根据数值模拟分析和现场试验校核得出结论:受限于反应物不均匀分布和运行表计不具代表性,氨氮摩尔比的增大造成局部区域氨氮摩尔比过高(甚至大于1.2),导致出口NO_x相对标准偏差大。进一步研究发现喷氨系统存在结构缺陷,导致分区域的氨/空气流量无法与对应区域烟气流量合理匹配。通过增加适当尺寸的节流垫圈,针对性地增加管路流通阻力,可明显改善反应物混合的均匀性,提高运行表计代表性,降低SCR出口NO_x相对标准偏差和氨逃逸。     

超低排放脱硝喷氨格栅优化策略

超低排放改造后脱硝系统普遍出现氨逃逸大、空预器堵塞严重、喷氨自动无法投入等问题。通过仿真设计优化、喷氨格栅调整、精准喷氨改造等优化手段,能改善催化剂入口氨氮摩尔比,从而保证NOx减排系统的稳定运行。喷氨格栅优化能实现对氨逃逸的控制,可以减少还原剂耗量和降低引风机电耗,具有明显的经济性。     

生物质循环流化床锅炉烟气脱硝技术研究与应用

随着社会对环保越来越重视,锅炉烟气超低排放已经在全国范围内推广实行。生物质直燃发电供汽过程中的氮氧化物排放不可忽视。针对生物质直燃循环流化床锅炉SCR脱硝过程中烟气温度低、碱金属和飞灰含量高的问题,从SCR催化剂配方、脱硝反应器优化设计、脱硝系统集成优化和智能管理等几个方面进行研究,最终研究成果应用于130t/h高温高压生物质循环流化床锅炉。实践表明,SCR脱硝系统能够将NO_x排放水平控制在50mg/m~3以下,脱硝效率超过80%,氨逃逸浓度低于2.3mg/m~3,满足超低排放要求。