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(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
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(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)。
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。
圖3為反應(yīng)器出口煙道的速度場分布示意圖,從圖可知,出口煙氣流速與負(fù)荷關(guān)系密切,且與測孔位置有關(guān)。3種負(fù)荷工況下,B側(cè)速度均值分別為14.1、11.3、8.4m?s-1,A側(cè)均值分別為13.8、10.6、8.3m?s-1,均值比分別為1.02、1.07、1.00。
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。
可以看出,根據(jù)出口NOx濃度和氨逃逸濃度的對應(yīng)關(guān)系,NOx濃度較低的區(qū)域?qū)?yīng)較大的噴氨量,極易產(chǎn)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。
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(fù)荷、速度場、濃度場等多種因素,按照NH3/NOx等摩爾比理念進(jìn)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。
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