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
喷氨格栅设计不当或烟气气流分布不均匀时，容易造成NOx和NH3的混合及反应不均匀，不但影响脱硝效率及经济性，而且极易造成局部喷氨过量。脱硝装置投运前，应调整烟气气流的分布情况，调整各氨气喷嘴阀门的开度，使各氨气喷嘴流量与烟气中需还原的NOx含量相匹配，以免造成局部喷氨过量。
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。
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。
图3为反应器出口烟道的速度场分布示意图,从图可知,出口烟气流速与负荷关系密切,且与测孔位置有关。3种负荷工况下,B侧速度均值分别为14.1、11.3、8.4m•s-1,A侧均值分别为13.8、10.6、8.3m•s-1,均值比分别为1.02、1.07、1.00。
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。
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。
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。
