某电厂脱硝装置流场测试及模拟优化试验

某电厂计划加装第3层催化剂,为提升机组SCR脱硝装置的运行性能,该电厂从流场和浓度场两方面对机组SCR脱硝装置进行综合治理.SCR脱硝装置内部流场进行了数值模拟,并结合内部流场冷态测试,通过模拟针对性优化改造方案.根据数值模拟发现加装预留层催化剂之后,首层催化剂入口截面上移至预留层上方,此时后墙侧烟气流速明显偏大,长期...     

600MW燃煤机组SCR催化剂入口流场模拟优化及改造分析

使用数值模拟软件ANSYS 14.0,以某600 MW燃煤机组及其SCR系统为对象,模拟了SCR催化剂入口4种不同导流挡板布置方案对流场均匀性的影响,定性和定量分析确定了最佳的布置方案;同时以此为基础,进行现场的优化改造,改善了催化剂入口流场的均匀性,有效地提高了机组SCR脱硝系统的脱硝性能。     

选择性催化还原脱硝装置内部磨损数值模拟

为解决选择性催化还原(SCR)脱硝装置在运行中出现的喷氨喷嘴和催化剂层严重磨损问题,采用GAMBIT软件模拟脱硝装置内部流场的速度分布,并通过现场冷态试验验证模型的有效性。模拟结果表明:SCR脱硝装置入口处烟道存在上下或左右倾斜,整流格栅和转向弯头处存在高度差,使得烟气经过整流格栅后进入催化剂层的速度分布不均匀,导致喷氨喷嘴和催化剂层磨损;本文在数值模拟中改变引起流场分布不均的结构,能够解决其所造成的脱硝装置磨损问题;模拟结果与实际磨损状况一致,说明本文所用数值模型能准确模拟脱硝装置速度分布。     

多变截面SCR脱硝系统优化改造

为了解决某电厂600 MW机组选择性催化还原(SCR)脱硝系统存在脱硝效率低以及空气预热器磨损严重的问题,利用数值模拟分析该问题的原因,对该机组SCR脱硝装置进行了优化改造。结果表明:在省煤器出口水平扩张段的多变截面烟道采用小角度、多片数方法设计导流板,消除了水平扩张段的涡流低速区和高速区,提高了喷氨上游烟气流动的均匀性,并且使水平扩张段的流动阻力降低;对比涡流静态混合式喷氨、线性喷氨和分区喷氨,分区喷氨可以更好地控制首层催化剂入口氨氮摩尔比分布的均匀性,进而提高脱硝效率、减少氨逃逸;在SCR脱硝反应器出口到空气预热器入口增加导流板可以提高空气预热器入口烟气流速分布的均匀性,减轻空气预热器的磨损。     

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。     

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。     

330MW机组涡流混合SCR脱硝装置性能分析及诊断

针对某电厂330 MW火电机组SCR脱硝系统氨气喷射管易堵塞、反应器内氨气浓度分布均匀性差、催化剂磨损严重等问题,基于试验和数值模拟研究对其进行了性能分析和诊断,找出了产生上述问题的根源,对同类型SCR的优化设计和改造具有一定的借鉴意义。     

300MW机组选择性催化还原脱硝反应塔入口结构优化

选择性催化还原（selectivecatalyticreduction,scR）脱硝反应塔入口气流不均匀会导致脱硝率下降、氨逃逸率增大以及加速部分催化剂老化等问题,对此,采用Flunt数值模拟方法,对某300MW机组SCR脱硝反应塔入13＇结构进行优化。模拟结果表明,反应塔入口宜采用三角形入口,入口处设置垂直导流板,之前还需设置倾斜导流板,这种结构能使进入反应塔的烟气流动均匀和稳定。     

降低燃煤机组SCR脱硝系统催化剂磨损的流场优化

针对国内某300MW燃煤机组SCR脱硝系统催化剂严重磨损失效问题,提出了利用圆盘静态混合器代替常规导流板的改造方案。采用工业性试验测试气固两相流场分布情况并依此确定边界条件,利用计算流体力学方法对SCR脱硝系统中烟气速度、烟尘速度、烟尘质量浓度分布等规律进行研究,最终将优化方案应用到脱硝改造工程中。研究结果表明：催化剂的磨损主要是由烟道中烟尘掺混不均及最接近催化剂的导流板安装不合理所致。竖直烟道中安装圆盘静态混合器可使气固两相均匀分布,在较低的压阻下解决SCR脱硝系统催化剂入口截面气固两相混合不均的问题,有效延长催化剂的使用寿命。     

分区混合动态喷氨技术工程应用

为保证催化剂入口氨氮摩尔比分布均匀、降低氨逃逸量,常规选择性催化还原(SCR)脱硝系统要求其入口NO_x质量浓度分布均匀且稳定。机组灵活性改造后,负荷将频繁调整,SCR脱硝系统入口NO_x的分布则随着燃烧条件的变化而变化,导致常规SCR脱硝系统难以长期保持氨逃逸量达标,这将对空气预热器、除尘器、低温省煤器等后续设备的安全可靠运行造成严重威胁。为此,本文提出基于分区混合的动态喷氨技术,具体方案为:在SCR脱硝系统入口烟道加装大范围烟气混合器,降低NO_x分布不均匀度;然后将SCR脱硝系统后续入口烟道分成2~4个区,通过分区混合器将烟气成分基本混合均匀;每个分区设置1个自动调节阀调整分区喷氨量;每个分区出口设置在线NO_x测点,并以此对各分区喷氨量进行实时调整,最大程度降低氨逃逸水平。在某660 MW机组上进行该项技术改造,改造后催化剂入口截面速度及氨氮摩尔比分布均匀性显著提高,降低了氨耗量,有效保证了后续设备的安全可靠运行。     

超低排放改造后SCR出口NOx分布及逃逸氨浓度评估研究

选取安徽省内一台660 MW超超临界机组,对其超低排放改造后SCR脱硝出口NO_x分布及逃逸氨浓度进行研究,主要测试反应器出口烟气逃逸氨、NO_x浓度、氧量和温度等。结果发现改造后机组的脱硝出口NO_x分布严重不均,逃逸氨浓度超过设计值,标准状态脱硝出口逃逸氨浓度高区域的NO_x浓度相对较低,脱硝效率相对较高。局部点位因催化剂严重吹损导致逃逸氨浓度高,NO_x浓度也较高。测试结果表明经改造后的机组需进行喷氨优化试验和烟道流场模拟试验,以改善SCR脱硝装置运行效果和提高脱硝运行的经济性。     

某600 MW机组SCR脱硝装置喷氨管道磨损数值模拟分析

电站锅炉飞灰不均匀磨损会大幅降低设备的使用寿命.针对某600 MW机组选择性催化还原脱硝装置喷氨管道不均匀磨损问题,利用计算流体力学数值模拟计算软件完成了脱硝装置的磨损分析.结果表明,数值计算得到的喷氨管道严重磨损区域与实际检修过程中发现的严重磨损区域相符,说明数值模拟分析可用于分析复杂烟气环境下的磨损问题.计算结果表...     

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。     

磨煤机入口一次风混流及均流装置的设计

为了提高燃煤电厂磨煤机入口一次风量测量的准确性,采用CFD数值模拟方法设计了一套适用于紧凑型磨煤机入口一次风道的冷热风混流及均流装置,并通过数值模拟分析了中速磨煤机入口一次风道优化改造前后风道内不同位置处的截面速度和温度分布均匀性。结果表明:通过特殊设计的混合整流器、导流板和矩形栅格的组合布置,能够很好的满足风量测量元件对测量截面处流场和温度场均匀性的要求,从而使磨煤机入口一次风量测量的准确性和稳定性得到大幅度提高。     

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。     

SCR脱硝低负荷投运烟气调温旁路改造设计

燃煤电厂低负荷运行时SCR脱硝装置入口烟温常达不到要求,某些电厂采用旁路提温方法予以解决,却出现调温旁路提温效果欠佳和烟温偏差较大的问题。以A电厂某 330 MW 机组为例,在现场勘察基础上采用数值模拟方法,找出问题所在：（1）旁路烟道结构不合理,未考虑原烟道结构缺陷;（2）旁路烟道未设置导流元件;（3）旁路接入位置不合理;（4）旁路接入烟道深度不足。在总结脱硝调温旁路烟道设计和运行要点基础上,采用数值模拟手段对B电厂某 330 MW 机组类似改造进行了优化设计,并开展现场试验,对烟气提温效果进行评估。结果表明：B电厂烟气旁路提温改造效果显著且烟温偏差较小。     

基于数值模拟的制粉系统爆炸原因分析及改造

将FLUENT软件数值模拟与现场试验相结合,对某电厂4号锅炉制粉系统爆炸问题进行了分析,认为细粉分离器进粉管处流速低且不均匀造成积粉而自燃是引起制粉系统爆炸的主因,对此,提出了相应的改造措施。改造后制粉系统的爆燃问题得以解决。     

600MW机组SCR系统性能试验

针对某600MW机组的SCR系统进行调试,试验发现,该SCR系统出口截面上NOx浓度分布和入口截面的速度分布非常不均匀,入口温度稳定。不同工况下NH3的流量越大,则SCR系统的脱硝率越高。该SCR系统SO2氧化率及NH3平均逃逸率非常低。