[發明專利]基于AIG不同區域對NH3濃度分布影響的SCR噴氨格柵分區方法

有效

• 申請號: 201611069731.7
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106731786B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 孫路石;王賁;王科
• 申請（專利權）人: 武漢華喻燃能工程技術有限公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 方可

本發明公開一種基于AIG(噴氨格柵)不同區域對催化劑層前NH3濃度分布影響的SCR(選擇性催化還原脫硝裝置)噴氨格柵分區方法，該方法包括基于現場實驗得到幾種典型工況的運行特性參數，利用CFD數值模擬技術獲得首層催化劑前NH3濃度分布；進行物模實驗，驗證CFD數值模擬的準確性并根據誤差修改CFD模型及參數；從而利用確定適用的CFD模型在三種典型工況下確定AIG不同區域對催化劑層前NH3濃度分布的影響；利用AIG不同區域對催化劑層前NH3濃度分布影響的結果結合AIG自身型式特點確定其分區方法。合理的分區方式可以在對實現SCR系統噴氨的精確控制，提高SCR脫硝效率、催化劑使用壽命，減少氨逃逸的基礎上，使成本保持在一個相對較低的水平，達到綜合效益的最大化。

技術領域

本發明涉及一種基于AIG(噴氨格柵)不同區域對催化劑層前NH3濃度分布影響規律的SCR(選擇性催化還原脫硝裝置)噴氨格柵分區方法，屬于燃煤鍋爐大氣污染物控制技術領域。

背景技術

煙氣選擇性催化還原脫硝裝置(SCR)由于其具有對鍋爐運行影響較小、裝置結構簡單、反應條件易于控制、技術成熟、運行可靠、占地面積少、沒有副產物、不形成二次污染、便于維護且脫硝效率高(可達到90％以上)等諸多優點，得到了廣泛的商業應用，是目前國際上應用最多最為成熟的煙氣脫硝技術。在實際運行過程中，噴氨的控制，將直接影響到脫硝的效率，影響NOX(氮氧化物)以及逃逸氨的達標排放，并會影響到催化劑的使用壽命，從而影響整體的脫硝運行成本。首層催化劑前NOX與NH3的匹配程度將直接影響到SCR脫硝效率，由于鍋爐負荷變動等諸多原因，現有的噴氨方式不能滿足首層催化劑前NOX與NH3相匹配的要求。

對此，國內少部分機組已經采用了自動控制優化噴氨技術，但此技術要么對每個噴氨母管都進行控制監測，成本極高，要么進行粗暴分區，沒有考慮到AIG自身特點和變工況的分區變化，或者沒有給出明確的分區方法。導致成本過高推廣困難，或者分區不當，效果不明顯，不適用于全負荷脫硝，不適用特定的噴氨格柵型式等一系列問題。

中國發明專利說明書CN105126616A所提出的一種基于權重閥調控的SCR系統噴氨優化方法，實現了變負荷工況下各噴氨支管閥門開度的綜合權衡，但首先這種按權重調控的方法沒有考慮到全工況脫硝，不能適用于所有工況；其次采用的全部是現場測量的方法來確定每個閥門的權重，由于因定負荷工況測試時間需求、人力需求等因素，直接導致所能夠采集得到的定負荷工況數據樣本較少，數據不夠全面而可信度不夠；最后利用權重來找到敏感閥控制，找到的都是單一閥門，比較分散，需要安裝大量的自控和監測設備來配合，不如分區控制經濟高效。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種基于AIG不同區域對NH3濃度分布影響的SCR噴氨格柵分區方法，目的在于找到一種使得經濟與環保綜合效益最大化的分區方法，從而提高SCR脫硝效率，減少氨用量，減少氨逃逸，最大限度的降低成本。

本發明技術方案為：一種基于AIG不同區域對NH3濃度分布影響的SCR噴氨格柵分區方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)現場實驗和CFD數值模擬，得到鍋爐典型工況下首層催化劑前NH3濃度分布以及煙氣速度分布；利用CFD后處理功能計算首層催化劑前截面煙氣速度及NH3濃度相對標準偏差值；所述典型工況包括最大連續蒸發量工況BMCR、汽輪機額定出力工況THA和75％THA；

(2)物模實驗驗證CFD數值模擬結果，利用物模實驗數據計算首層催化劑前截面煙氣速度及NH3濃度相對標準偏差值；

分別比較物模實驗與CFD數值模擬所得首層催化劑層前截面煙氣速度場和NH3濃度場的相對標準偏差值，用數值模擬與物模實驗相對標準偏差值之差的絕對值，除以物模實驗所得的相對標準偏差值，定義為相對標準偏差值的誤差，當速度場或濃度場任一相對標準偏差值的誤差大于5％，則修改CFD模型及參數后，轉步驟(1)；否則轉步驟(3)；

(3)計算典型工況下AIG不同區域對催化劑層前NH3濃度分布的影響；