火电厂SCR脱硝系统喷氨优化调整及烟气取样方法改进

北极星环保网讯:摘要：由于锅炉结构的限制,火电厂选择性催化还原（SCR）烟气脱硝系统反应区安装紧凑,烟气浓度场分布不均,普遍存在催化还原反应不均匀及出口烟气取样代表性不强的问题。通过对脱硝系统出口氮氧化物（NOx）浓度分布情况的测量分析,利用喷氨格栅阀门调整不同区域喷氨量,改善了SCR反应区的氨气浓度分布,将A、B侧出口NOx浓度分布不均匀度降低至20%,提高了脱硝催化剂的利用率。

利用气态污染物采样方法及均匀抽气设计方法,改进了脱硝系统出口烟气取样方式,实现了NOx的均匀取样,有效降低了脱硝系统出口与烟气排放口NOx浓度的测量偏差,使得两者比值由1.42降低至0.98,为实现脱硝系统喷氨量的稳定控制提供了保障。

关键词:火电厂;烟气脱硝;喷氨优化;均匀取样装置;逃逸氨

因环境形势严峻,中国对火电厂相关主要大气污染物排放限值大幅收紧,明确要求燃煤电厂在2020年前全部实现烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放质量浓度分别不高于10、35、50mg/m3[1]。由于SO2和粉尘脱除效率高,技术成熟且受工况影响小,排放监测相对稳定;而NOx的生成和脱除为快速变化过程,受锅炉燃烧、催化剂特性、反应温度等因素影响,SCR脱硝系统入口NOx浓度波动频繁,出口浓度控制难度较大。

NOx浓度在反应区的不均匀分布以及出口取样点代表性差均会增加喷氨量控制的难度,结果导致逃逸氨浓度偏高。本文以广东珠海金湾电厂（简称金湾电厂）4号机组SCR脱硝系统为例,查找问题所在并给出防范措施。

1问题分析

1.1 SCR脱硝系统出口NOx浓度不均

由于锅炉结构的限制,SCR脱硝系统反应区布置紧凑[2]（见图1）。这种形式布置的锅炉烟气流场分布不均,目前国内解决此类问题的主要方法是根据CFD模型推演结果,合理布置导流板[3];同时采用喷氨格栅进行多点喷氨来实现氨气均匀喷入,但实际效果并不理想。

金湾电厂4号机组SCR脱硝反应器（以下简称反应器）出口截面NOx浓度测试值（见图2）,也印证了这一结果。图2中从反应器外侧墙至锅炉中心线方向测孔编号分别为A1~A8和B1~B8（A为A反应器,B为反应器,下同）;从后墙至前墙方向每个测孔内测点编号为P1~P3。

图1脱硝系统烟道流程及测点分布示意

图2金湾电厂4号机组SCR脱硝系统反应器出口NOx浓度分布

图3金湾电厂4号机组SCR脱硝系统A、B反应器出口逃逸氨浓度分布

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