多模型内模控制在SCR脱硝系统中的应用

选择性催化还原(SCR)方法是目前火电厂广泛采取的脱硝技术。SCR系统的喷氨量不但会对脱硝的效率造成影响,而且过度的喷氨会增加氨气逃逸率,造成环境污染。利用电厂数据,运用多尺度核偏最小二乘(MKPLS)方法建立SCR系统模型,并把SCR模型与多模型内模优化控制相结合,其仿真实验结果表明,相较于一般的PID控制,该方法拥有无可比拟的优势,它实现了喷氨量的精准控制,一方面提高了脱硝效率,另一方面则避免了过度喷氨,既节省了成本,又做到了环保。     

火电机组SCR烟气脱硝喷氨优化模拟及试验验证

针对某660 MW燃煤火电机组的SCR脱硝系统存在脱硝效率低,氨耗量大及氨逃逸率超标情况,借助于数值模拟模型,优化调整SCR脱硝系统采样装置及各喷氨门喷氨量,对优化调整状况进行试验验证,调整后的SCR装置脱硝效率得到改善,氨逃逸率降低至标准值(3 ppm)以下。     

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。     

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。     

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。     

330 MW机组燃煤锅炉脱硝系统喷氨优化调整试验研究

为了提高脱硝性能,减少氨逃逸率,降低空预器堵塞风险,满足环保排放标准要求,通过调整各喷氨阀的开度对国家能源菏泽发电有限公司2×330 MW燃煤机组选择性催化还原法脱硝系统进行喷氨优化试验研究。优化后的5号炉选择性催化还原法脱硝系统A、B侧脱硝出口NO_x分布不均匀度分别下降了21.3%和17.2%,使NO_x分布不均匀度得到明显改进,从而消除了局部氨逃逸峰值,并降低了氨逃逸率。     

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。     

某电厂烟气监测系统与脱硝自动控制改造

以某电厂600 MW国产超临界机组为例,对机组脱硫、脱硝设施烟气连续监测系统常见故障进行分析,提出和采取措施后,提高了SO2、NOx、烟尘、烟气流量测量的准确性;针对脱硝反应器出口截面NOx质量浓度不均匀现象,进行了计算机数值模拟,优化了设计方案,在此基础上对喷氨控制系统进行改造,使脱硝效率得以提高,氨逃逸率得到控制。     

350MW超临界机组SCR脱硝系统运行状况分析

对某电厂350 MW超临界机组SCR脱硝系统的性能进行了考核试验,同时对脱硝反应器的流场分布均匀性、喷氨均匀性、氨逃逸体积分数进行了分析。结果表明:单个反应器存在流场分布均匀性及喷氨均匀性较差、氨逃逸体积分数严重超标等问题,应对系统进行流场及喷氨均匀性优化,同时控制喷氨量。     

脱硝系统氨逃逸率大对空预器的影响及防治措施

火力发电厂安装脱硝系统以后,系统运行方式改变,分析了脱硝系统喷氨格栅磨损、氨逃逸率大以及空预器冷端硫酸氢氨腐蚀及积灰原因,以期能在运行方式上作出有效调整,控制氨逃逸率及空预器冷端硫酸氢氨腐蚀及积灰,减少因此造成机组非计划停运。     

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。     

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。     

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。     

燃煤机组烟气脱硝系统NO_x自动调节控制分析

针对燃煤机组脱硝烟气脱硝系统控制过程喷氨自动常规PID控制超调量大、系统震荡等运行中存在的问题,分析脱硝系统喷氨自动调节效果差原因,提出脱硝系统喷氨自动调节改进措施,通过实际运行参数说明,改进措施在系统仪表校验标定、快速变负荷、启停制粉系统等工况下,出口NO_x浓度均可得到很好的控制。     

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。     

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。     

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。     

脱硝系统喷氨优化调整在火电机组中的应用

针对脱硝系统投运后出现的喷氨量不均、氨逃逸增加,容易造成空预器堵塞的问题,通过喷氨均匀性调整试验,结合试验数据进行分析,优化脱硝系统喷氨量,使系统用氨量有所下降,空预器差压也得到有了效控制,从而确保机组长周期安全运行。     

火电厂SCR烟气脱硝系统建模与运行优化仿真

选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)是火电厂目前普遍采用的烟气脱硝方法,脱硝系统的喷氨量不仅影响烟气脱硝的效率,同时过量喷氨也会增加氨逃逸量,对环境造成污染。SCR系统反应过程复杂,具有非线性、大惯性等特点,传统PID控制方法无法实现喷氨量的精确控制。文中利用多尺度核偏最小二乘(multiscale kernel partial least squares,MKPLS)方法建立了SCR系统模型。仿真结果表明,MKPLS模型具有较高的准确性和较强的泛化能力。将SCR模型与模型预测控制方法结合应用于喷氨量的优化控制。实验结果表明,与传统PID控制方法相比,此方法实现了喷氨量的精确控制,在提高脱硝率的同时避免了过量喷氨。     

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。