超低排放形势下脱硝流场优化调整技术应用

北极星环保网讯:当前国内燃煤机组在完成超低排放改造后，实现NOx排放参数的降低主要控制手段为降低入口NOx浓度、加装或更换催化剂、增大喷氨量等，而脱硝系统的流场均匀不均，将造成催化剂不均匀磨损失活、氨逃逸超标等问题，严重时造成空预器堵塞引起引风机失速，负荷受限等问题，因此对脱硝系统流场均布提出更高的要求，本文主要阐述超低排放改造后流场均布优化调整的措施。

1前言

国内燃煤机组超低排放改造，脱硝系统A、B侧氨逃逸指标超标为目前较为典型的异常工况，特别是在低负荷、配煤掺烧高硫煤、脱硝自动监测点位未采取网格取样、氨逃逸表计未定期校准、喷氨优化调整实验及流场均布实验未及时进行时，多数电厂发生空预器硫酸氢铵堵塞ABS现象，严重时会造成单侧空预器结晶堵塞，必须通过在线冲洗或干烧缓解，甚至造成引风机失速抢风、炉膛正压，无法正常接带负荷，严重威胁机组的安全稳定运行。本文通过对脱硝流场均布优化措施分析，探讨优化调整机理，进而形成有针对性的解决方案。

2研究对象

本文以某燃煤机组(2×300MW)亚临界供热机组SCR烟气脱硝系统为例，通过CFD数值模拟与物理模型模拟，结合检修摸底情况，确定流场分部情况，并进行调整。

通过检修时期现场摸排催化剂磨损及塔顶导流板积灰情况发现以下问题：

(1)中层催化剂磨损比较严重，主要集中于反应器中心区域，已将磨损模块位置标记，见附图1，以圆圈标记磨损模块，以圆圈数量代表磨损程度，数量越多磨损越严重。

(2)脱硝塔顶部烟气导流板积灰严重，部分区域导流板已发生变形，整流格栅局部区域磨蚀严重，见附图2和图3，该区域导流板近板面位置烟气流速较低，易形成积灰。

(3)现场抽取了一定数量的催化剂样品，通过外观检测发现催化剂样品横向裂纹数量很多，催化剂掉料现象明显,烟气通过横向裂纹，将加速催化剂磨损，裂纹数量直接影响催化剂的粘附强度及耐磨强度。

根据上述情况，首先对催化剂进行性能检测，重点测试其脱硝活性、耐磨强度、粘附强度、SO2/SO3转化率等工艺及理化特性，量化催化剂性能有助于催化剂寿命管理，并为分析引风机酸液腐蚀问题提供测试数据。然后通过开展脱硝反应区流场模拟工作，对流场情况进行详细分析，根据分析结果修改导流板等结构，使催化剂层上方烟气速度不均匀性降低至15%以内，确保烟气入射催化剂层时与垂直方向的夹角小于10o，有利于延长催化剂寿命、减少喷氨量并降低氨逃逸。

3研究目标

以该电厂脱硝系统烟气参数为例：

设计脱硝系统入口烟气参数

锅炉不同负荷时的省煤器出口烟气量和温度

要求优化调整后脱硝系统流场均布满足：

在100%BMCR工况，从脱硝系统入口到出口之间的系统压力损失在性能考核试验时不大于800Pa;

3.1第一催化剂层前的速度分布要求：相对标准偏差小于15%;

3.2烟气入射催化剂角度(与垂直方向的夹角)最大为±10°;

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