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NH3的混合及反應(yīng)不均勻，不但影響脫硝效率及經(jīng)濟性，而且極易造成局部噴氨過量。脫硝裝置投運前，應(yīng)調(diào)整煙氣氣流的分布情況，調(diào)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。

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(shù)據(jù)。 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(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。

選擇性催化還原技術(shù)是當(dāng)前世界上脫氮主流工藝。火電廠大氣污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)GB13223-2011的頒布使國內(nèi)在短期內(nèi)大面積投運SCR脫硝系統(tǒng),相關(guān)學(xué)者[1-7]在流場、系統(tǒng)模擬方面也做了較多研究;但在運行優(yōu)化方面前期缺乏積累,逐漸暴露出諸如效率不穩(wěn)、空氣預(yù)熱器堵塞嚴(yán)重,甚至爐膛負壓波動劇烈,不得不停爐吹掃等問題[8-11]。

尤其是環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的進一步嚴(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]。

NO、O2進出口濃度采用德國德圖公司Testo350型煙氣分析儀測定,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學(xué)取樣系統(tǒng)測定,配套用3071型智能煙氣采樣器流量范圍1.0~3.0L?min-1,精度±5%,煙氣取樣槍長度為5m,壓力測試用WOBI膜盒壓力表,量程0~2000Pa,精度±5Pa,配套4.5m的S型皮托管1根,校正系數(shù)為0.84。

通過網(wǎng)格布點測量SCR裝置的入口及出口煙道,煙道共布置10個測孔,編號依次為B5→B1、A5→A1,其中NO、O2取樣點共選取2×5×5個(取深度方向5點均值),NH3取樣點共選取2×5×1個,具體布置如圖1所示。NO、O2經(jīng)Testo350煙氣分析儀直接測定,氨逃逸樣品采用美國EPA的CTM-027標(biāo)準(zhǔn)以化學(xué)溶液法采集,取樣時間20min。通過分析樣品溶液中的氨濃度(見圖2),并根據(jù)所采集的干態(tài)煙氣流量和O2,計算各點干基煙氣NH3濃度。
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。
本次噴氨格柵優(yōu)化調(diào)整假設(shè)和原則如下: 1)反應(yīng)器出口截面NOx和NH3相對偏差為優(yōu)化調(diào)整終考核指標(biāo); 2)調(diào)整過程中應(yīng)綜合考慮鍋爐負荷、速度場、濃度場等多種因素,按照NH3/NOx等摩爾比理念進行調(diào)節(jié); 3)反應(yīng)器催化劑床層運行正常,沒有催化劑積灰、堵塞、中毒等現(xiàn)象; 4)SCR煙氣脫硝裝置AB側(cè)噴氨格柵母管、噴氨格柵支管運行正常,沒有腐蝕、堵塞等情況發(fā)生,同樣開度下流量相同。