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烟气脱硝装置中,氨的扩散及与烟气的混合均匀程度是影响脱硝效率的关键因素之一,也是各个公司的核心技术所在。目前SCR主要的喷氨混合装置是喷氨格栅
喷氨格栅主要优点:
模块化设计,便于运输安装;
在喷嘴上部设置扰流装置,进一步加大喷氨均匀性;
喷嘴具有防堵塞功能
横向、纵向喷射量均可调节,可控度高;
每一个喷氨格栅都针对具体项目做流场模拟分析,确保喷氨均匀
NH3-NOx混合浓度偏差往往会随运行时间的推移越来越大,部分区域氨逃逸浓度远远超过3ppm,而局部NOx浓度则达不到环保指标要求。电厂往往被迫通过加大喷氨量来维持出口NOx排放浓度,既增加了很多氨耗量,同时也使形成硫酸氢氨(ABS)的几率大大增加。
为什么要进行喷氨格栅(AIG)优化调整?
氨格栅(AIG)优化调整是通过调节各个喷氨支管的喷氨量,使NH3和NOx混合更均匀。一般脱硝机组喷氨格栅(AIG)优化调整的频次为每年一次,可根据机组运行情况适当增加优化频次。
某600MW机组于2013年11月建成SCR脱硝装置,设置2个反应器。每个反应器设置21根喷氨支管,无流量孔板和压差测量管,出口烟道设有14个烟气取样孔。该机组脱硝系统于2015年8月进行喷氨格栅(AIG)优化调整。
喷氨格栅(AIG)优化调整过程
1、确定反应器出口烟气测点位置,A、B反应器出口烟气取样点各7个,总共14个。
2、工况稳定情况下,先用紫外线烟气分析仪测量各测点烟气NOx浓度,记录数据,分析数据;
3、确定NOx浓度值,调节空氨混合气42个进气支管手动球阀,实时测量催化剂底部烟气测点烟气浓度变化,使各个测点NOx浓度达到均衡,记录数据。
4、催化剂底部烟气取样点达到均衡后,烟道出口测点检验NOx分布情况,记录数据。
选择性催化还原技术是当前世界上脱氮主流工艺。火电厂大气污染物排放控制标准GB13223-2011的颁布使国内在短期内大面积投运SCR脱硝系统,相关学者[1-7]在流场、系统模拟方面也做了较多研究;但在运行优化方面前期缺乏积累,逐渐暴露出诸如效率不稳、空气预热器堵塞严重,甚至炉膛负压波动剧烈,不得不停炉吹扫等问题[8-11]。
图3为反应器出口烟道的速度场分布示意图,从图可知,出口烟气流速与负荷关系密切,且与测孔位置有关。3种负荷工况下,B侧速度均值分别为14.1、11.3、8.4m•s-1,A侧均值分别为13.8、10.6、8.3m•s-1,均值比分别为1.02、1.07、1.00。
两侧反应器总体风量较均匀,受负荷波动性较小。此外,反应器入口烟道烟气流速分布均匀,其中B侧烟气流速偏差分别为0.4、0.8、0.5m•s-1,相对偏差分别为2.8、7.1、6.0%,A侧内外侧偏差为1.3、0.6、0.6m•s-1,相对偏差分别为9.4%、5.7%、7.2%。这表明速度场的波动对喷氨格栅优化调整基本没有影响。
本次喷氨格栅优化调整假设和原则如下:
1)反应器出口截面NOx和NH3相对偏差为优化调整终考核指标;
2)调整过程中应综合考虑锅炉负荷、速度场、浓度场等多种因素,按照NH3/NOx等摩尔比理念进行调节;
3)反应器催化剂床层运行正常,没有催化剂积灰、堵塞、中毒等现象;
4)SCR烟气脱硝装置AB侧喷氨格栅母管、喷氨格栅支管运行正常,没有腐蚀、堵塞等情况发生,同样开度下流量相同。
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