SCR烟气脱硝系统NO浓度场优化试验研究.docx

SCR烟气脱硝系统NO浓度场优化试验研究摘要:在燃料种类、炉膛结构、受热面布置、过量空气量、炉膛气流分布等条件确定的情况下把控好喷氨均匀性及氨加入量是保证出口NO浓度场均匀性、脱除率及逃逸氨的关键所在。以某发电厂660MW机组脱硝系统为研究对象设计了1种控制氨逃逸的优化调整方法主要根据脱硝系统入、出口NO浓度分布情况调整喷氨系统以使喷氨分布均匀。优化调整后脱硝系统出口NO浓度场分布均匀性明显改善出口NO浓度偏差值降低供氨量和出口氨逃逸平均浓度显著下降。该方法能有效改善脱硝系统出口NO浓度分布降低喷氨量和氨逃逸浓度。减小SCR脱硝工艺对空气预热器带来的不利影响在保证NO达标排放的同时实现安全生产。引言目前在我国大型燃煤发电机组多采用可再生容克式空气预热器对锅炉供风进行加热。空气预热器中、低温段烟气温度低于NH4HSO4的液化温度在此温度范围以内处于液相区的NH4HSO4具备很强的粘附性会快速黏附在换热元件表面进而吸附大量烟气中的飞灰最终导致飞灰大量沉积于金属壁表面或卡在层间使得空气预热器烟气侧流通截面积减少导致空气预热器堵塞、腐蚀最终导致空气预热器出现压降上升换热效率降低等现象。威胁空气预热器的安全运转。在燃料种类、炉膛结构、受热面布置、过量空气量、炉膛气流分布等条件确定的情况下把控好喷氨均匀性及氨加入量是保证出口NO浓度场均匀性、脱除率及逃逸氨的关键所在。喷氨量过低会影响NO的脱除率喷氨量过大不仅会增加运转成本还会影响空预器甚至除尘器安全稳定运转。由于脱硝系统在线监测点位往往安装在烟道特定位置只能监测某一点位的浓度值与实际浓度场偏差较大。因此通过喷氨优化试验可调整脱硝系统氨分布从而降低脱硝系统氨逃逸量其对机组的节能、安全稳定运转具备重要意思。本文针对某发电厂660MW超临界燃煤发电机组脱硝系统运转3年后出现的脱硝效率下降空气预热器阻力上升换热效率降低等问题。对该厂脱硝系统NO浓度场进行了优化试验研究。1优化试验方法及条件该厂脱硝系统喷氨格栅采用线性控制式喷氨技术其特点是氨/空气混合气母管先分为6组支管每组支管又引出3支分支沿垂直烟道方向进入烟道每根分支管进入烟道不同的纵深并设置若干个喷嘴进行氨/空气混合气的喷射。每根分支管的流量可以单独调节以匹配烟气中NO的含量。示意图如图1所示。图1喷氨格栅示意测点的布设:在SCR脱硝系统入、出口单侧水平烟道上根据喷氨格栅6组支管对应当设置6个测孔每组喷管对应一个测孔。由南向北分别标记为测孔1至6。本次采用了等面积网格布点的原则对所有测孔进行了测试每个测孔沿不同纵深设3个采样点。为了进一步提高SCR脱硝系统出口NO浓度场均匀性降低氨逃逸量就必须使喷入脱硝系统的氨气与烟气中的NO在脱硝反应器内呈对应分布。因此需要根据NO浓度场分布情况调整各区域供氨量提高脱硝反应器出口NO浓度场均匀性。浓度场均匀性调整流程如图2所示。第一步测量脱硝反应器入、出口流场NO浓度初始浓度分布并计算浓度场平均偏差;第二步根据测试结果初步调整各区域喷氨格栅阀门开度大小;第三步再次测量反应器出口NO浓度场分布并计算浓度场平均偏差。如果偏差大重复第二步和第三步;如果偏差小且排放要求即完成NO浓度场均匀性调整工作。图2喷氨格栅调整流试验期间机组满负荷稳定运转锅炉运转工况及燃烧煤种稳定A、B两侧引风机电流、挡板开度基本稳定保证脱硝系统入口NO浓度变化在±5%范围以内。反应器出口NO浓度按下式计算:式中:Ci为测点对应的NO浓度mg/m3;n为反应器入口测点数量。反应器出口NO浓度平均偏差:式中:η为反应器出口的NO浓度平均偏差%。2SCR系统出口NO浓度场均匀性研究2.1烟气流场均匀性测试SCR脱硝系统入口烟气流量和NO质量浓度的叠加能反应出入口的NO浓度场的分布同时烟气流速对脱硝反应停留时间和催化剂的磨损都有影响。对SCR的入口流场进行测试结果见图3。图3调整前SCR脱硝系统入口流场测试图3为优化调整前SCR脱硝系统入口水平烟道测点1m2m3m处3个不同深度的烟气流速。从图3可以看出A、B侧入口烟道中部位置流速相对较大两侧流速较小横向流场有较小偏差A、B侧入口烟道平均偏差分别为9.14%和7.95%烟气流速平均可保持在20.33m/s和18.74m/s左右。烟道纵向流场基本均匀整体分布比较均匀。2.2优化前SCR入、出口NO浓度场均匀性测试喷氨优化前SCR脱硝系统入口NO浓度场试验结果见图4和图5。图4调整前SCRA侧入口NO浓度场图5调整前SCRB侧入口NO浓度场从图4、5可知在水平方向上烟道中部NO浓度相对较高两侧较低;在垂直方向上不同烟道深度NO浓度变化不大。A、B两侧浓度场平均偏差分别为6.46%和8.03%。图6调整前SCRA侧出口NO浓度场图7调整前SCRB侧出口NO浓度场SCR脱硝系统A、B侧出口NO浓度场测试