660MW超超临界旋流对冲燃煤锅炉NO_x分布数值模拟

利用Ansys Fluent 14.0软件对某电厂660MW超超临界旋流燃煤锅炉进行NOx生成规律的数值模拟,并将数值模拟结果与现场实际测量结果进行了比较.结果表明:数值模拟结果与现场实际测量结果吻合较好,验证了数值模拟结果的有效性;第1层燃烧器区域生成NOx的体积分数比其他2层高,燃烧器出口附近NOx的体积分数迅速升高到0.001;从第1层燃烧器开始沿炉膛高度方向,NOx体积分数逐渐降低,炉内NOx体积分数最高的区域位于后墙第2层燃烧器上方.

燃尽风对NO_x炉内分布影响的数值模拟研究

为了研究燃尽风对NOx炉内分布的影响,采用TASCFLOW软件使用数值模拟方法,对一台现役锅炉进行了4种工况的数值模拟,通过分析不同负荷下投停燃尽风时炉内温度,O2,CO和NOx浓度分布,研究了燃尽风对NOx炉内分布的影响,得出了一些有参考价值的结论和数据。

直喷式柴油机NO_x生成及缸内分布研究

建立了柴油机缸内燃烧模型和NOx生成模型,结合实验,对柴油机工作过程以及NOx排放进行了研究。研究结果表明,燃烧初期NOx的生成主要集中在油束外围火焰前锋附近,随着燃烧的扩散NOx的生成主要集中在燃烧室缩口处及中央持续高温、富氧部位;由于缸内未燃碳氢的还原作用,NOx生成总量随曲轴转角增加先增大后减小,且随着缸内气流运动,使NOx在燃烧室内分布趋于均衡。

典型燃煤电厂SCR脱硝系统超低排放运行优化

本文以某超超临界660 MW燃煤机组选择性催化还原(SCR)脱硝系统为研究对象,针对其在超低排放运行中出现的问题,进行了系统诊断分析,并采取了一系列脱硝性能提效和运行优化集成措施。最终实现了脱硝出口NOx波动幅度控制在±10 mg/m^3以内,降低出口截面上平均NOx分布相对标准偏差至20%以内,并通过初装催化剂再生提效的方法控制现场平均氨逃逸量在0.5μL/L以下,有效消除了脱硝出口截面上氨逃逸量局部过高现象,为机组安全经济运行和NOx深度减排创造了条件。

燃气-蒸汽联合循环机组SCR脱硝技术研究

以某9F级燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉为原型,进行了选择性催化还原(SCR)脱硝系统改造设计研究,根据脱硝系统所需氨耗量和烟气参数设计了氨水蒸发系统,根据余热锅炉的具体尺寸和实际运行烟温参数确定了催化剂的布置位置和参数,并采用数值模拟方法研究了改造后余热锅炉脱硝系统的烟气流场。结果表明:对于高位布置的燃气轮机,在扩口段烟道可不设置导流板;采用分区可调的多组一体式氨注射混合器,能在较短距离内加强氨气和NOx的混合;项目改造完成后进行了喷氨优化调整试验,最终脱硝系统出口截面上的NOx分布相对标准偏差从29.6%降至19.6%,氨逃逸量从3.46μL/L降至2.89μL/L,改善效果明显。

分区控氨技术在炼油厂选择性催化还原烟气脱硝中的应用

针对选择性催化还原(SCR)脱硝反应器同截面温度分布不均,导致NO_x浓度分布不均,严重影响脱硝效果,采用传统的均匀喷氨方式无法有效解决脱硝率低、局部氨逃逸的问题,以炼油厂自备锅炉SCR脱硝装置为研究对象,在SCR脱硝反应器入口烟气NO_x浓度分布不均的情况下,采用分区喷氨的控氨方式,提高脱硝率的同时改善反应器出口截面NO_x浓度分布的均匀性,有效控制了氨逃逸。分区喷氨与均匀喷氨实验数据相比,分区喷氨后脱硝率提高11.5百分点,氨耗量减少5kg/h,氨逃逸浓度降低77.5%。根据温度和浓度的关系估算,均匀喷氨时反应器入口同截面温度最高处和最低处温差应不超过30℃,否则需考虑分区喷氨方式。

燃煤电厂空预器结垢成因分析及处理措施

对安徽省内一台660 MW超超临界机组的空预器冷段垢样和飞灰进行SEM微观形貌分析和XRF、XRD成分分析,并对SCR脱硝反应器出口NO_x浓度和氨逃逸分布进行测试。研究发现,该电厂空预器结垢主要是生成粘性液状物硫酸氢铵粘附烟气中的颗粒造成,且垢样成分非常复杂,有一些新的晶体物生成。机组在490MW负荷下,A、B侧反应器出口NO_x浓度分布分别为64.9%、66.2%,远大于设计值要求,氨逃逸浓度分别为3.47、6.36μL/L,均超过设计值要求。提出通过定期喷氨优化是解决空预器堵塞的有效方法,对大型燃煤机组的脱硝运行及机组安全稳定运行有一定的指导作用。

SCR脱硝系统性能及空气预热器阻力上升分析

NOx排放浓度、氨逃逸浓度难以控制及空气预热器阻力上升,是SCR脱硝系统超低排放改造中遇到的主要问题。以某SCR脱硝系统超低排放改造后的300MW机组为研究对象,通过测试得知:(1)SCR反应器出口NOx分布不均,氨逃逸浓度超标严重,氨逃逸监测表计示值不具代表性,造成NOx排放浓度控制困难和空气预热器阻力上升;(2)过度追求NOx超低排放浓度,造成催化剂活性、主要化学成分明显衰减,硫酸氢铵在其表面沉积严重。对此提出的改进措施为:进行NOx浓度烟气在线监测系统(CEMS)多点取样改造,定期进行喷氨优化和催化剂性能检测,以改善SCR系统运行效果和提高运行的经济性。

四角切圆锅炉变CCOFA与SOFA配比下燃烧特性数值模拟

针对某电厂660 MW四角切圆煤粉锅炉NOx排放高的问题,进行了增加分离燃尽风(separated overfire air,SOFA)的低氮改造。利用ANSYS FLUENT14.0软件进行了低氮改造后不同紧凑燃尽风(close-coupled overfire air,CCOFA)与SOFA配比下燃烧特性的数值模拟,研究了炉膛速度场、温度场、组分场和污染物分布的规律。主要结论如下:第一,炉内最高温度出现在CCOFA与SOFA配比为64∶112(风量单位为kg/s,下同)。第二,CCOFA与SOFA配比为64∶112时,炉膛出口温度最高,为1 537.2 K;当CCOFA与SOFA配比为56∶120时,炉膛出口温度最低,为1 511.1 K。第三,随着SOFA风量减小,炉膛出口NOx的质量浓度逐渐降低,在CCOFA与SOFA配比为64∶112时,炉膛出口NOx的质量浓度达到最小值为221.75 mg/m3(标准状况下),建议在实际运行中维持CCOFA与SOFA配比为64∶112。

基于性能试验的SCR脱硝系统问题诊断及原因分析

针对SCR脱硝系统运行存在的普遍问题,如脱硝系统出口NO_x浓度分布不均匀、催化剂磨损严重、供氨管道堵塞等,分别选取不同的典型案例,通过脱硝系统性能试验深入分析每个案例中问题产生的原因,同时提出相应的解决措施。

350MW级机组喷氨调门优化治理空预器堵塞方法

350MW级机组大修投运后氨逃逸量大于设计值。与此同时,空预器差压由1.1KPa增大至2KPa,引风机电流增大,影响机组安全稳定运行。脱硝装置出口NOx流场的测试结果表明,该机组SCR出口NOx浓度分布不均匀,局部NOx浓度过低,存在该区域氨量超预期,硫酸氢氨生成量增加,导致空预器冷端堵塞。基于测试结果,经调整喷氨阀门开度试验选用一套可兼顾机组常用负荷的阀门开度方案,使SCR出口各处NOx浓度分布偏差大幅降低,有效避免了氨量过喷现象,同时氨逃逸测量值及DCS显示值明显减小,空预器差压趋于稳定。

带烟气回流W型辐射管热过程数值模拟

基于商业软件FLUENT同时,采用RNG k-ε模型和非预混燃烧模型,建立了带烟气回流W型辐射管燃烧器的燃烧及传热的三维数学模型,对辐射管内湍流和燃烧状况进行了模拟,并得到了出口NOx排放的计算结果;通过与相应实验数据的对比,验证了模型的可靠性.分析了辐射管内流体流动,传热和燃烧的特征,研究了燃气流量及空气预热温度对辐射管使用性能的影响;结果表明:燃气流量的提高,会增大辐射管壁面温度的不均匀性,而提高预热温度则相反;两者与辐射管加热能力呈正相关,但都会使得出口烟气内的NOx含量增大.

660MW超超临界二次再热锅炉SCR系统数据分析及优化调整

根据某660 MW超超临界锅炉选择性催化还原法(selective catalytic reduction,SCR)喷氨系统的脱硝系统设备设施布置情况,本文通过试验分析氮氧化物(NOx)分布均匀性存在的问题,得出脱硝系统中NOx浓度分布情况,由此调整对应喷氨分支手动门开度,减少喷氨量,从而最大程度降低反应器出口的氨逃逸率。

火电厂SCR脱硝系统喷氨优化调整

为缓解火电厂选择性催化还原(SCR)脱硝系统脱硝反应器出口NOx质量浓度分布不均、局部氨逃逸大等问题,本文基于某旋流燃烧锅炉的实例详细介绍了火电厂SCR脱硝系统喷氨优化调整过程,指出进行喷氨优化调整的三大步骤分别为摸底诊断、优化调整、效果验证。通过调整,495 MW负荷下,烟囱出口NOx质量浓度值控制在25 mg/m^3左右,脱硝反应器两侧出口NOx质量浓度分布不均匀度分别由57.6%、90.2%下降至33.8%、35.6%;氨逃逸体积比分别由1.93、2.09μL/L下降至1.31、1.44μL/L;反应器出口与烟囱出口NOx在线仪表值偏差降至10 mg/m^3以内,调整效果明显。

超低排放改造前后SCR脱硝装置性能评价分析

选取2台燃煤机组进行实测,分析了超低排放改造前后选择性催化还原技术(selective catalytic reduction,SCR)脱硝装置出口NOx浓度、氨逃逸率以及烟气在线监测系统所测SCR脱硝出口与烟囱入口NOx浓度;同时,分析了超低排放改造机组的催化剂、空预器垢样。结果表明,机组排放超低改造后存在NOx浓度分布均匀性变差和逃逸氨浓度急剧增加问题,并由此造成空预器硫酸氢铵堵塞严重,催化剂活性成分流失较为严重,硫酸盐和碱土金属元素含量上升明显。为解决上述问题,文中提出多点监测、喷氨优化、催化剂定期测试和空预器冷端更换镀搪瓷元件等措施。

火电厂SCR脱硝系统性能测试技术与应用

以某火力发电厂300 MW机组为例,描述了火电厂脱硝系统性能试验所涉及到的测试平台、试验及计算方法等测试技术。结果表明,锅炉负荷为80%时脱硝系统运行状况较好,脱硝率达到86.295%,氨逃逸浓度为0.775 mg/m3(标态)。该测试技术为SCR脱硝喷氨系统的优化提供了技术依据与参考。

低氮改造后四角切圆燃煤粉锅炉变负荷下NO_x生成规律数值模拟研究

利用ANSYS FLUENT 14.0软件进行了沙角C电厂低氮改造后不同负荷下燃烧特性的数值模拟,主要研究了炉膛速度场、温度场、组分场和污染物分布的规律,结果表明:低氮改造后增加SOFA(分离燃烬风)风使炉膛温度分布较均匀,切圆形成比较好,没有出现火焰贴墙现象;从40%负荷到100%负荷,燃烧器区域温度相差132.9 K,降低幅度达到了7.8%;随着负荷降低,炉膛出口烟气温度逐渐降低;随着负荷降低,炉膛出口NOx浓度逐渐降低。

SCR系统出口NO_x均匀性研究及优化方法

以14家电厂SCR系统出口NOx分布情况为例,分析表明,大部分电厂SCR系统出口NOx分布均匀性较差,相对标准偏差远低于20%的可接受范围,且横向偏差大于纵向偏差。分析可知,SCR系统出口NOx分布不均主要由入口NOx分布不均、流场不均、温度场不均、喷氨不均、催化剂催化效果不均及变工况运行等原因引起。另外,SCR系统出口NOx分布不均,将会引起脱硝CEMS数据失真、空预器堵塞与腐蚀加剧和催化剂使用寿命缩短等问题。在此基础上,针对SCR系统出口NOx分布不均的问题,提出了一些优化调整方法及建议。

电厂脱硝设备运行监控要点探析

介绍主要的SCR脱硝催化剂指标和脱硝设备性能检测指标,结合燃煤电厂脱硝设备运行实例,分析将NOx浓度分布、脱硫脱硝出口NOx浓度偏差(绝对值)、脱硝系统阻力及相关的空预器烟气侧阻力作为脱硝设备运行指标及其必要性与紧迫性,为燃煤电厂脱硝设备安全经济运行和稳定实现NOx超低排放控制提供参考。