选择性催化还原技术是当前世界上脱氮主流工艺。火电厂大气污染物排放控制标准GB13223-2011的颁布使国内在短期内大面积投运SCR脱硝系统,相关学者[1-7]在流场、系统模拟方面也做了较多研究;但在运行优化方面前期缺乏积累,逐渐暴露出诸如效率不稳、空气预热器堵塞严重,甚至炉膛负压波动剧烈,不得不停炉吹扫等问题[8-11]。
尤其是环保排放标准的进一步严苛后,大部分机组面临“超净排放”的需求,对SCR反应器内的速度场、浓度场、喷氨格栅喷射三者之间的耦合提出了更高要求,系统均流与混合是脱硝系统运行优化的关键之一[12-16]。
NO、O2进出口浓度采用德国德图公司Testo350型烟气分析仪测定,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学取样系统测定,配套用3071型智能烟气采样器流量范围1.0~3.0L•min-1,精度±5%,烟气取样枪长度为5m,压力测试用WOBI膜盒压力表,量程0~2000Pa,精度±5Pa,配套4.5m的S型皮托管1根,校正系数为0.84。
通过网格布点测量SCR装置的入口及出口烟道,烟道共布置10个测孔,编号依次为B5→B1、A5→A1,其中NO、O2取样点共选取2×5×5个(取深度方向5点均值),NH3取样点共选取2×5×1个,具体布置如图1所示。NO、O2经Testo350烟气分析仪直接测定,氨逃逸样品采用美国EPA的CTM-027标准以化学溶液法采集,取样时间20min。通过分析样品溶液中的氨浓度(见图2),并根据所采集的干态烟气流量和O2,计算各点干基烟气NH3浓度。
可以看出,根据出口NOx浓度和氨逃逸浓度的对应关系,NOx浓度较低的区域对应较大的喷氨量,极易产生较大氨逃逸浓度。B1、A5等2个测孔位置出口NOx浓度均小于20mg•m-3,其代价是很大的喷氨量和较高的氨逃逸。
每套喷氨格栅对应25根喷氨支管,而每5根喷氨支管一组控制一块区域,测孔与喷氨支管对应关系为: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个喷嘴,支管的开度范围为1~10,每根氨分配管上均设有手动调阀可以调节各支管的氨喷射流量。
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