煙氣脫硝裝置中,氨的擴(kuò)散及與煙氣的混合均勻程度是影響脫硝效率的關(guān)鍵因素之一,也是各個公司的核心技術(shù)所在。目前SCR主要的噴氨混合裝置是噴氨格柵
通常設(shè)計噴氨格柵(AIG)是將煙道截面劃分為若干個控制區(qū)域,每個控制區(qū)域有若干的噴射孔。噴氨格柵包括噴氨管道、支撐、配件和氨氣分布裝置等。設(shè)計時,噴氨格柵的位置及噴嘴形式是根據(jù)鍋爐尾部煙道的布置情況,通過模擬流場試驗來選擇的。同時,應(yīng)通過煙道設(shè)計的優(yōu)化及加設(shè)煙氣導(dǎo)流板,使進(jìn)入SCR反應(yīng)器的煙氣氣流保持均勻。噴氨格柵設(shè)計不當(dāng)或煙氣氣流分布不均勻時,容易造成NOx和NH。
噴氨格柵主要優(yōu)點: 模塊化設(shè)計,便于運輸安裝; 在噴嘴上部設(shè)置擾流裝置,進(jìn)一步加大噴氨均勻性; 噴嘴具有防堵塞功能 橫向、縱向噴射量均可調(diào)節(jié),可控度高; 每一個噴氨格柵都針對具體項目做流場模擬分析,確保噴氨均勻
噴氨格柵(AIG)優(yōu)化調(diào)整過程 1、確定反應(yīng)器出口煙氣測點位置,A、B反應(yīng)器出口煙氣取樣點各7個,總共14個。 2、工況穩(wěn)定情況下,先用紫外線煙氣分析儀測量各測點煙氣NOx濃度,記錄數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù); 3、確定NOx濃度值,調(diào)節(jié)空氨混合氣42個進(jìn)氣支管手動球閥,實時測量催化劑底部煙氣測點煙氣濃度變化,使各個測點NOx濃度達(dá)到均衡,記錄數(shù)據(jù)。 4、催化劑底部煙氣取樣點達(dá)到均衡后,煙道出口測點檢驗NOx分布情況,記錄數(shù)據(jù)。
基于全區(qū)域NH3/NOx等摩爾比理念,并綜合考慮該反應(yīng)器入口的濃度場和速度場狀況進(jìn)行噴氨格柵優(yōu)化。調(diào)整后,在660、500、330MW3種典型工況下,NOx濃度大偏差分別降至5.8、10.3、11.8mg?m-3,NH3逃逸率由調(diào)前的4.64μL?L-1分別降至調(diào)后的2.67、3.03、2.14μL?L-1。系統(tǒng)總效率基本不變,但效率峰谷差異下降明顯。
尤其是環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步嚴(yán)苛后,大部分機組面臨“超凈排放”的需求,對SCR反應(yīng)器內(nèi)的速度場、濃度場、噴氨格柵噴射三者之間的耦合提出了更高要求,系統(tǒng)均流與混合是脫硝系統(tǒng)運行優(yōu)化的關(guān)鍵之一[12-16]。
#鍋爐裝機容量660MW,共配置2臺SCR反應(yīng)器,采用高溫高塵布置。煙氣在鍋爐出口處被均分成兩路,每路煙煙氣并行分別進(jìn)入一個垂直布置的SCR反應(yīng)器,其截面尺寸為4.8m×9m,煙氣向下流過整流器、催化劑層。煙道內(nèi)設(shè)計煙氣流速不大于15m?s-1,催化劑區(qū)域內(nèi)流速為4~5m?s-1。
兩側(cè)反應(yīng)器總體風(fēng)量較均勻,受負(fù)荷波動性較小。此外,反應(yīng)器入口煙道煙氣流速分布均勻,其中B側(cè)煙氣流速偏差分別為0.4、0.8、0.5m?s-1,相對偏差分別為2.8、7.1、6.0%,A側(cè)內(nèi)外側(cè)偏差為1.3、0.6、0.6m?s-1,相對偏差分別為9.4%、5.7%、7.2%。這表明速度場的波動對噴氨格柵優(yōu)化調(diào)整基本沒有影響。
每套噴氨格柵對應(yīng)25根噴氨支管,而每5根噴氨支管一組控制一塊區(qū)域,測孔與噴氨支管對應(yīng)關(guān)系為:A1或B1(支管1~5)、A2或B2(支管6~10)、A3或B3(支管11~15)、A4或B4(支管16~20)、A5或B5(支管21~25)。每路支管控制8個噴嘴,支管的開度范圍為1~10,每根氨分配管上均設(shè)有手動調(diào)閥可以調(diào)節(jié)各支管的氨噴射流量。
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