烟气脱硝装置中，氨的扩散及与烟气的混合均匀程度是影响脱硝效率的关键因素之一，也是各个公司的核心技术所在。目前SCR主要的喷氨混合装置是喷氨格栅
紫外线烟气分析仪(如图1)以紫外差分吸收光谱技术为核心的新型产品，广泛应用于环境监测以及热工参数测量等部门。分析仪采用命脉冲氙灯、耐腐蚀吸收池、进口高分辨率光谱仪、工控板、传感器及新材料领域的高新技术,用于测量SO2、NOx等有害气体的浓度，与使用电化学传感器测量方法的仪器相比，具有测量精度高、可靠性强、响应时间快等优点。
热态调试前，SCR出口NOx浓度大偏差为61.89%，平均偏差17.96%;
热态调试后，SCR出口NOx浓度大偏差为7.89%，平均偏差3.89 %;
经调试后，改善氨气烟气混合均匀度，提高催化剂利用率，调试前后每千克NOx氨耗量下降36.68%。
通过喷氨格栅(AIG)优化调整，出口NOx分布更均匀，更好的了脱硝效率;同时降低了氨耗量，减少运行成本，也降低了硫酸氢铵(ABS)形成的风险。
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]。
本文拟以安徽芜湖电厂660MW机组2#炉SCR脱硝装置为对象,通过现场测试,调整氨喷射系统各支管的气氨流量,以消除局部过大的氨逃逸区域,改善入口氨喷射均匀性,大限度减少氨逃逸对空预器的影响,提出有效的喷氨格栅优化与均匀混合实施方案。
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。
两侧反应器总体风量较均匀,受负荷波动性较小。此外,反应器入口烟道烟气流速分布均匀,其中B侧烟气流速偏差分别为0.4、0.8、0.5m•s-1,相对偏差分别为2.8、7.1、6.0%,A侧内外侧偏差为1.3、0.6、0.6m•s-1,相对偏差分别为9.4%、5.7%、7.2%。这表明速度场的波动对喷氨格栅优化调整基本没有影响。
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。
本次喷氨格栅优化调整假设和原则如下:
1)反应器出口截面NOx和NH3相对偏差为优化调整终考核指标;
2)调整过程中应综合考虑锅炉负荷、速度场、浓度场等多种因素,按照NH3/NOx等摩尔比理念进行调节;
3)反应器催化剂床层运行正常,没有催化剂积灰、堵塞、中毒等现象;
4)SCR烟气脱硝装置AB侧喷氨格栅母管、喷氨格栅支管运行正常,没有腐蚀、堵塞等情况发生,同样开度下流量相同。
