脱硝技术


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SCR脱硝系统喷氨优化调整试验

日期:2020-04-29 17:54

  北极星大气网讯:摘要:为了调高脱硝编制作用,正在餍足环保超低排放尺度的条件下,节减喷氨量、消重氨遁逸率、消重空预器阻碍危机,对某电厂超临界2×700 MW燃煤机组脱硝编制举行喷氨优化调剂试验。通过调剂喷氨手动门开度,合理医治SCR喷氨量,使SCR脱硝编制出口氮氧化物浓度分散的匀称性取得改革,消重收场部氨遁逸峰值,消重了空预器阻碍的危机。

  跟着火电厂最新大气污染排放尺度的公布及煤电节能减排升级与改制行为布置的奉行,燃煤电厂务必愈加正经地节制烟气中 NOx的排放量。采用性催化还原( SCR)脱硝本事因脱硝作用高且运转安稳牢靠,而被普及行使于燃煤电厂。脱硝作用、喷氨量巨细和氨气遁逸率是量度 SCR 脱硝编制运转是否优越的紧张凭借。电厂正在本质运转进程中,因为负荷、汽锅燃烧工况、煤种、喷氨格栅阀门开度、烟道流场匀称性、吹扫间隔年华等要素均会影响 SCR 脱硝作用和氨遁逸率。遁逸氨正在空预器中会天生黏性的硫酸铵或硫酸氢铵,减小空预器通畅截面,变成空预器堵灰。空预器堵灰不但影响汽锅运转的经济性并且明显消重汽锅安宁性,主要影响脱硝机组的安宁安稳运转。

  目前燃煤电厂可能采用新型的 SCR 脱硝编制喷氨格栅类型、安排体例及改制喷氨管 ,调剂喷氨量和喷复匀称性,订正催化剂入口氨氮比,优化烟气导流板安排、烟气流速的均布性,或研发与行使烟气脱硝编制主动节制本事。通过提拔自控编制安稳性和牢靠性等手腕,可普及 SCR 脱硝编制出口NOx分散匀称性,防备个别氨选逸超标,减轻空预器堵灰、腐化、运转阻力等题目。

  某厂因为投产年华早,投产时因为邦度环保条件不高,脱硝编制按出口氮氧化物排污浓度 200mg/m3计划。跟着邦度环保条件的提拔,为餍足发改能源〔2014〕2093 号文献《煤电节能减排升级与改制行为布置(2014—2020 年)》的条件,该厂将氮氧化物排放浓度安稳的节制到 50 mg/ m3以下,该厂举行了 SCR 烟气脱硝提效改制,首要是加装 5 号炉第三层及 6 号炉第二层催化剂来到达 NOx浓度超低排放。通过上述改制手腕,可能将氮氧化物浓度节制到 50 mg/ m3以下,但运转进程中存正在个别氨遁逸偏大,主动跟踪编制餍足不了运转条件等题目,导致还原剂耗量高、空预器阻力上升较疾等题目。因脱销编制投产时 SCR 烟气脱硝编制采用古板的线性节制式喷氨格栅本事。而目前脱硝编制新型组织改制经济本钱高、周期长,正在现有 SCR 脱硝编制中展开喷氨优化调剂试验,是目前普及氨诈骗率、节减 NOx污染物排放的首要权术,医治 SCR 脱硝编制喷氨量,改革 SCR 脱硝编制出口 NOx分散匀称性和氨诈骗率。

  该厂 700 MW 超临界燃煤 5、6 号机组的烟气脱硝编制采用采用性催化还原法(SCR)脱硝工艺和板式催化剂,催化剂按“2 +1形式安排,选用二氧化钛、钒化合物行为催化剂,采用液氨制备脱硝还原剂。

  SCR 烟气脱硝编制采用线性节制式喷氨格栅本事。喷氨格栅中各组喷嘴之间的气氨喷射具有较强的独立性。SCR 脱硝编制入口每侧安排 3 层上下交织的喷氨格栅,21 支节制喷氨量分拨的喷氨手动门。每个手动门节制3根支管。每组3个手动门辨别对应烟道截眼前后片面喷氨。

  SCR 脱 硝 系 统 喷 氨 优 化 试 验 是 根 据 GB/T16157—1996《 固定污染源排气中颗粒物测定 与气态污染物采样伎俩》,DL/T 335— 2010《火电厂烟气脱硝(SCR)装备运转本事模范》展开的。按照测定的 SCR 脱硝编制出口 NOx 浓度分散情景,调剂手动阀门开度,对应医治喷氨流量[1]。试验时要担保煤质负荷及配风体例等条款的安稳。因为汽锅炉型、燃烧体例、燃用煤种的范围,目前的设置景况决心了该厂 5、6 号汽锅炉膛出口氮氧化物曾经没有昭彰订正空间,故正在设置不举行改制的情景下无法通过燃烧调剂明显消重 SCR 入口的 NOx出现浓度。同时,因为 5、6 号汽锅炉膛较宽,炉膛出口氮氧化物浓度分散匀称性偏向较大。按照投运磨组合体例、机组运转负荷、煤质等的分歧,汽锅炉膛出口 NOx浓度分散匀称性偏向较大。目前炉膛出口 NOx浓度巨细相差约±50 mg/m3,环保策略超低排放范围条件烟囱入口 NOx浓度低于 50 mg/m3,为担保 NOx浓度不超标,本质运转时寻常都条件节制 NOx浓度低于 40mg/m3,此种情景下,容易展现个别职位的入口 NH3/NOx 摩尔比横跨 1.0,变成个别氨遁逸过大,进而激发个别氨遁逸过大导致的空预器阻力敏捷上升题目[5]。为此,通过举行喷氨调剂试验来评估现有流场和氨混杂编制可能餍足超低排放须要,并决心是否须要进一步改制。

  SCR 脱硝装备的喷氨优化调剂试验首要正在机组常例高负荷(100%负荷)举行,并正在高、中、低负荷(100%、75%、50%)下举行验证和微调。按照现场条款和测试条件,试验进程如下:

  打定与摸底试验:正在100%负荷下实测响应器进、出口 NOx浓度、氨遁逸等,辨别与正在线 CEMS 解析仪外的 DCS 显示值举行对比,为正式试验做计算。机组运转安稳,汽锅运转氧量、磨投运组合体例等情景下,节减脱硝装备入口NOx的摇动。喷氨优化调剂:正在机组100%(负荷安稳)负荷下,按照SCR响应器出口截面的NOx浓度分散,对响应器入口程度烟道上的AIG 喷氨格栅的手动阀门开度举行医治,最大控制普及响应器出口的 NOx分散匀称性。

  AIG 优化校核试验:正在机组 100%、75%、50%负荷下,正在计划脱硝作用下衡量响应器进出口的NOx浓度分散和氨遁逸,评估优化结果,并按照结果对 AIG手动调阀举行微调。正在 SCR 响应器的进口和出口烟道截面,辨别采用等截面网格法安排烟气取样点。正在响应器平台安排一套TESTO350型烟气解析仪,烟气经不锈钢管引出至烟道外,再进程除尘、除湿、冷却等收拾后,最终接入烟气解析仪举行解析。诈骗烟气解析仪,正在响应器的进出口逐点切换收罗烟气样品,解析烟气中的 NO 与 O2含量,可得回烟道截面的NOx浓度分散。取响应器进、出口的NOx浓度的算术均匀值算计脱硝作用。按照响应器出口截面的NO浓度分散,每台响应器选择6个代外点行为NH3取样点。

  按照测试,5、6号机组正在负荷安稳时目前脱硝装备入口 NOx浓度正在约 300 mg/m3把握,此入口 NOx浓度低于原计划的NOx。

  5 号机组负荷 680 MW A、B、C、D、E、F 磨煤机投运,SCR 参加主动节制条件下,举行摸底测试,行为喷氨优化调剂前基准工况。6 号机组负荷 620MW A、B、C、D、E、F 磨煤机投运,SCR 参加手动节制条件下,举行比较测试。试验进程中,同步正在每台响应器进、出口衡量 NOx浓度,同时正在响应器出口收罗氨遁逸样品,用于算计脱硝作用与氨遁逸,发轫评估脱硝装备的作用和氨喷射流量分背景况。测试结果(外1)证实,喷氨优化调剂试验前,5号炉脱硝装备A、B两侧脱硝作用辨别为69.6%、87.2%,A、B 两侧烟道截面均匀氨遁逸浓度辨别为 1.7 L/L、5.2 L/L,A、B 侧单点最大氨遁逸辨别为 2.4 L/L、12.7 L/L;6 号炉脱硝装备 A、B 两侧脱硝作用辨别为 76.2%、84.7%,A、B 两侧烟道截面均匀氨遁逸浓度辨别为 1.2 L/L、0.9 L/L,A、B 侧单点最大氨遁逸辨别为2.3 L/L、1.6 L/L。

  A 侧响应器出口截面 NOx浓度分散相对尺度偏向为 27.0%,发轫算计第一层催化剂入口 NH3/NO 摩尔比偏向为 8.2%;B 侧响应器出口截面 NOx 浓度分散相对尺度偏向为 39.0%,发轫算计第一层催化剂入口 NH3/NO 摩尔比偏向为 5.0% 。从图 2 可能看出,摸底试验呈现出 A 侧亲切核心线职位处存正在单点过大的情景,但举座 NOx浓度分散无昭彰秩序。按照实测值与外盘氨气用量,B 侧因为喷氨量高于A 侧,导致 B 侧的氮氧化物较 A 侧低,且 B 侧因为喷氨不均,展现了氨遁逸横跨 3 L/L 的点,意味着 B侧空预器阻碍的危机较 A 侧高,烟风编制也显示 B侧空预器阻力高于 A 侧约 300 Pa,反响展现场实测数据无误。

  A 侧响应器出口截面 NOx浓度分散相对尺度偏向为 44.7%,发轫算计第一层催化剂入口 NH3/NO 摩尔比偏向为 10.6%;B 侧响应器出口截面 NOx浓度分散相对尺度偏向为 63.1%,发轫算计第一层催化剂入口NH3/NO摩尔比偏向为9.6%。从图3可能看出,摸底试验中响应器出口举座 NOx浓度分散无昭彰秩序。

  比较摸底试验 5、6 号机组的测试数据,6 号机NOx浓度分散相对偏向较小,因为两台炉导流板、喷氨编制计划均一样,首要正在于汽锅燃烧和喷氨支管阀门开度纷歧概。所以,6 号机只需对片面喷氨支管阀门开度举行微调。因为 5 号机 NOx浓度分散相 对 偏 差 较 大 ,此 次 试 验 重 点 是 对 5 号 机 进 行调剂。

  正在5号机组 600~680 MW安稳负荷条款下,按照摸底测试测得 SCR 响应器出口截面的 NOx浓度分散结果,对响应器入口竖直烟道上喷氨格栅分歧支管的手动阀开度举行医治,进程众次调剂格栅开度,两个响应器出口截面的NOx分散匀称性均有必定改革。为防备片面阀门开渡过小导致流过此喷氨支管的稀释风量过低,喷氨优化调剂进程须要两全NOx匀称性和

  稀释风量的均衡,防备一味找寻NOx匀称性而导致喷氨支管阀门开度较小导致的喷嘴阻碍积灰题目。

  正在调剂后的阀门开度下,举行了5号炉喷氨优化调剂后的验证试验。试验结果睹外2所示。

  1)三个负荷下 5 号炉 A、B 侧脱硝响应器入口NOx浓度实测值根基一概,总体来说与A侧的CEMS仪外指示值根基亲昵。但高负荷 B 侧仪外显示偏高较众。

  2) 中 低 负 荷 下 5 号 炉 实 测 值 较 烟 囱 入 口CEMS 仪外显示偏高 10~20 mg/m3,因为 NO 片面被氧化为了 NO2,导致烟囱入口偏低 ,根基可能接收。但高负荷下两者相差较大,按照用氨量算计,则出口浓度根基亲昵脱硝响应器出话柄测值,疑心烟囱职位外计制止,热工专业对该外举行校准后平常。

  3)脱硝出口 CEMS 编制只要两个采样探头,且均安设正在响应器的核心线职位处,不行较好反响各职位的NOx浓度,已倡导热工专业每台响应器新推广两台采样探头,辨别安设正在响应器的外侧和内侧,与现有两台探头收罗的烟气混杂后送入 CEMS 编制举行解析,目前已列入来岁检修布置。

  4)按照喷氨调剂,5 号炉高中低负荷下的 NOx浓度分散偏向能坚持到 20%以内,从 NH3/NO 摩尔分散来看现有流场能餍足超低排放须要;但目前存正在催化剂磨损情景,流速场也许不匀称,后续还需委托第三方对现有脱硝流场和氨混杂编制举行CFD 模仿,考核能否优化导流板安排等改革磨损情景。

  5)5、6 号炉目前喷氨调门主动医治品德差,为更好的向导运转,热工专业布置对现有脱硝主动节制编制举行优化,完备节制政策,改革医治品德。

  6)通过比较摸底和验证试验,通过调剂,排斥了氨遁逸过大的点,消重了空预器阻碍的危机。7)按照试验结果,目前机组 SCR 装备的流场根基可能餍足超低排放运转条件,高、中、低三个负荷下的 SCR 响应器出口 NOx浓度分散相对尺度偏向均能节制到 20%以内,根基可能餍足 50 mg/m3的运转条件体例。然而,停炉检验发掘催化剂存正在磨损等情景,故针对现有流场是否须要改制,仍须要汽锅专业按照催化剂磨损水平归纳推断,并强化停炉时的检验。

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