[實用新型]全負荷自適應調平的精準噴氨系統

有效

• 申請號: 201721815746.3
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN207913518U
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 范辰浩;夏杰;尚天坤;杜昌飛;全文濤;陳方前
• 申請（專利權）人: 上海明華電力技術工程有限公司;淮滬煤電有限公司田集發電廠
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

本實用新型涉及一種全負荷自適應調平的精準噴氨系統，包括氨氣噴嘴、空氣管道、混合管道、噴氨母管、噴氨支管、調節閥和噴氨格柵，氨氣經過氨氣噴嘴噴射與空氣管道中的空氣混合后到達混合管道的入口端，即進入所述的噴氨母管，通過噴氨母管分配至陣列布置的若干個噴氨支管，再經過所述的調節閥進入煙道內的噴氨格柵，由噴氨格柵的噴嘴噴出與煙氣混合，所述的混合管道的入口端距離第一根噴氨支管至少2m和或所述的混合管道的入口端與第一根噴氨支管之間設有至少2個彎頭。與現有技術相比，本實用新型具有改造成本低，可靠性高等優點。

技術領域

本實用新型涉及燃煤電廠脫硝系統優化領域，尤其是涉及一種全負荷自適應調平的精準噴氨系統。

背景技術

隨著火電廠煙氣超凈排放和全負荷脫硝的實施，NO_x排放指標不高于50mg/Nm³，部分電廠控制排放甚至不高于25mg/Nm³，這對選擇性催化還原反應器(SCR)的脫硝性能提出很高的要求。限于SCR入口反應物不均勻分布等因素，為滿足排放要求必須加大噴氨量，導致局部氨逃逸增大，繼而引起空預器堵塞和低溫腐蝕。很多機組出現空預器煙氣側阻力過大，熱一次風風壓波動超正常范圍等問題，影響安全穩定運行。

SCR入口反應物的不均勻分布會影響脫硝性能。研究表明入口煙氣速度和氨的不均勻分布會增加反應器出口的氮氧化物濃度和氨逃逸率；隨分布相對偏差的增加，脫硝效率降低、氨逃逸率增加，氨分布偏差的影響更為重要。

圖1為典型的燃煤機組SCR噴氨系統，氨/空氣混合管多采用帶盲端的一進多出形式：氨氣經過噴嘴噴射與空氣混合后到達混合管道入口端即進入噴氨母管，隨后分配至陣列布置的21根噴氨支管，經過調節閥進入煙道內的噴氨格柵與煙氣混合，發生脫硝還原反應。噴氨格柵數量及布置方式的復雜程度視各機組而異(本案例中，圖2的噴氨支管1、2、3對應圖3的1A、1B、1C煙道區域……噴氨支管19、20、21對應7A、7B、7C煙道區域)。由噴氨格柵結構及混合管布置方式可確定部件的阻力特性，利用CFD軟件建立該噴氨系統模型進行模擬計算，經試驗驗證：整個結構的阻力在2.5kPa左右，從入口端到盲端的噴氨支管流量逐漸增大，詳見圖2；盲端支管流量較入口端支管流量高出15-20％；必須強調的是，噴氨格柵結構越簡單，支管流量的偏差越大。

通過現場試驗測量THA和50％THA工況下SCR入口煙道(噴氨格柵位置)流速分布，同時利用CFD軟件建立該電廠尾部煙道模型進行同工況的數模計算進行校核，得到典型π型爐SCR入口煙氣流速分布，見圖3。對應圖2和圖3可知，必然存在噴氨量過大的區域，特別是煙道前部和對應氨/空氣混合管入口端和盲端的煙道區域。

搜集文獻專利知，現有的噴氨調平及控制方法都是基于網面測量入口煙道反應物濃度和流速，計算各分區域的噴氨量，根據調節閥門的流量特性得到閥門開度并增加自動控制系統實現噴氨調平。這也是傳統噴氨調平手段的基本思路。然而，受限于氨/空氣混合管及噴氨格柵(AIG)的結構設計及布置方式的缺陷，傳統噴氨調平手段沒有從系統結構上改善SCR入口煙道各區域NH₃/NO_x分布，很難實現噴氨的分區域精準調平。