煙氣脫硝裝置中,氨的擴散及與煙氣的混合均勻程度是影響脫硝效率的關鍵因素之一,也是各個公司的核心技術所在。目前SCR主要的噴氨混合裝置是噴氨格柵
噴氨格柵設計不當或煙氣氣流分布不均勻時,容易造成NOx和NH3的混合及反應不均勻,不但影響脫硝效率及經濟性,而且極易造成局部噴氨過量。脫硝裝置投運前,應調整煙氣氣流的分布情況,調整各氨氣噴嘴閥門的開度,使各氨氣噴嘴流量與煙氣中需還原的NOx含量相匹配,以免造成局部噴氨過量。
紫外線煙氣分析儀(如圖1)以紫外差分吸收光譜技術為核心的新型產品,廣泛應用于環境監測以及熱工參數測量等部門。分析儀采用命脈沖氙燈、耐腐蝕吸收池、進口高分辨率光譜儀、工控板、傳感器及新材料領域的高新技術,用于測量SO2、NOx等有害氣體的濃度,與使用電化學傳感器測量方法的儀器相比,具有測量精度高、可靠性強、響應時間快等優點。
噴氨格柵(AIG)優化調整過程
1、確定反應器出口煙氣測點位置,A、B反應器出口煙氣取樣點各7個,總共14個。
2、工況穩定情況下,先用紫外線煙氣分析儀測量各測點煙氣NOx濃度,記錄數據,分析數據;
3、確定NOx濃度值,調節空氨混合氣42個進氣支管手動球閥,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濃度達到均衡,記錄數據。
4、催化劑底部煙氣取樣點達到均衡后,煙道出口測點檢驗NOx分布情況,記錄數據。
選擇性催化還原技術是當前世界上脫氮主流工藝。火電廠大氣污染物排放控制標準GB13223-2011的頒布使國內在短期內大面積投運SCR脫硝系統,相關學者[1-7]在流場、系統模擬方面也做了較多研究;但在運行優化方面前期缺乏積累,逐漸暴露出諸如效率不穩、空氣預熱器堵塞嚴重,甚至爐膛負壓波動劇烈,不得不停爐吹掃等問題[8-11]。
本文擬以安徽蕪湖電廠660MW機組2#爐SCR脫硝裝置為對象,通過現場測試,調整氨噴射系統各支管的氣氨流量,以消除局部過大的氨逃逸區域,改善入口氨噴射均勻性,大限度減少氨逃逸對空預器的影響,提出有效的噴氨格柵優化與均勻混合實施方案。
#鍋爐裝機容量660MW,共配置2臺SCR反應器,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入一個垂直布置的SCR反應器,其截面尺寸為4.8m×9m,煙氣向下流過整流器、催化劑層。煙道內設計煙氣流速不大于15m?s-1,催化劑區域內流速為4~5m?s-1。
兩側反應器總體風量較均勻,受負荷波動性較小。此外,反應器入口煙道煙氣流速分布均勻,其中B側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側內外側偏差為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化調整基本沒有影響。
可以看出,根據出口NOx濃度和氨逃逸濃度的對應關系,NOx濃度較低的區域對應較大的噴氨量,極易產生較大氨逃逸濃度。B1、A5等2個測孔位置出口NOx濃度均小于20mg?m-3,其代價是很大的噴氨量和較高的氨逃逸。