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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
喷氨格栅设计不当或烟气气流分布不均匀时,容易造成NOx和NH3的混合及反应不均匀,不但影响脱硝效率及经济性,而且极易造成局部喷氨过量。脱硝装置投运前,应调整烟气气流的分布情况,调整各氨气喷嘴阀门的开度,使各氨气喷嘴流量与烟气中需还原的NOx含量相匹配,以免造成局部喷氨过量。
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。
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]。
#锅炉装机容量660MW,共配置2台SCR反应器,采用高温高尘布置。烟气在锅炉出口处被均分成两路,每路烟烟气并行分别进入一个垂直布置的SCR反应器,其截面尺寸为4.8m×9m,烟气向下流过整流器、催化剂层。烟道内设计烟气流速不大于15m•s-1,催化剂区域内流速为4~5m•s-1。
NO、O2进出口浓度采用德国德图公司Testo350型烟气分析仪测定,NO量程0~500μL•L-1,精度0.1μL•L-1,O2量程0%~25%,精度0.01%;NH3逃逸率采用自制氨化学取样系统测定,配套用3071型智能烟气采样器流量范围1.0~3.0L•min-1,精度±5%,烟气取样枪长度为5m,压力测试用WOBI膜盒压力表,量程0~2000Pa,精度±5Pa,配套4.5m的S型皮托管1根,校正系数为0.84。
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。
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