SCR法烟气脱硝系统工程应用

介绍选择性催化剂还原法(SCR)脱硝技术的原理和应用,重点介绍了南方某电厂的脱硝系统工程应用实例。

浅谈660MW超临界燃煤机组SCR法烟气脱硝系统控制策略

伴随现在空气质量的日益恶劣与全民环保的意识逐渐加强，社会对于排放氮氧化物占70％之上的燃煤电站的标准规定也越来越高了。但目前在中国脱硝技术的使用实际才刚刚开始，相应过程中的控制系统还需要不断在前进过程中进行调整和完善。本文中笔者使用已经投入了脱硝系统应用的660MW超临界燃煤机组为例，介绍和分析了在SCR法烟气脱硝系统控制中的管理手段和解决办法。

SCR法烟气脱硝系统导/混流结构优化数值模拟

燃煤发电在我国造成的环境压力日渐凸显,SCR作为脱硝效率最理想的烟气脱硝方法而被火电厂普遍采用。利用数值模拟的方法对某300MW燃煤锅炉配套的SCR脱硝系统进行导/混流结构优化研究。结果表明,导/混流优化后的方案与原始方案相比,能使反应器首层催化剂入口的烟气速率分布、浓度分布的相对标准偏差分别降至8.66%、4.54%,烟气入射角±7°,均达到工程要求;可为燃煤锅炉SCR脱硝系统设计及优化提供参考依据。

SCR脱硝系统在危废焚烧烟气处理中的应用研究

选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)是危废焚烧企业广泛应用的烟气处理工艺。某危废焚烧处置项目SCR脱硝系统位于烟气处理的湿法脱酸工艺后端,SCR反应器设计温度为260℃,升温过程需要消耗大量天然气加热烟气。因此,有必要优化工艺方案设计,开展经济效益分析,明确SCR脱硝系统运行风险,提出应对措施。经设计,采用两级烟气换热系统,湿法脱酸后的烟气与袋滤房出口烟气一次换热,再与SCR反应后的烟气二次换热,两次加热升温后烟气温度达到220℃,然后烟气进入SCR反应器。与天然气直接加热方式相比,该工艺可明显减少天然气消耗量,每年可节省天然气费用约530万元,具有很好的环境效益与经济效益。

SCR烟气脱硝系统主要参数变步长LMS自适应滤波算法

为提高选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝系统在线数据辨识的信噪比,本文利用不同的变步长自适应滤波方法,在不同截止频率下,采用最具有代表性的3种变步长最小均方滤波方法对现场SCR烟气脱硝系统的入口NOx质量浓度、出口NOx质量浓度和喷氨流量进行数据滤波,对比了滤波数据和原始数据,并对3种方法进行了验证。结果表明:3种方法中尽管自相关矩阵变步长方式迭代时间较长,但稳定性非常好;在截止频率为0.9时,滤波数据能取得最好的综合效果。

基于粒子群算法的SCR烟气脱硝系统模型辨识

燃煤机组选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统出口NOx质量浓度存在大迟延、大惯性、非线性的特点,会导致控制器参数优化困难和传统模型辨识方法的缺陷。本文分析了某超临界660 MW机组SCR烟气脱硝控制系统的结构,挖掘了不同负荷下的历史数据,采用闭环辨识方法,利用粒子群算法对模型参数进行寻优,建立了SCR烟气脱硝系统调节阀开度与氨气流量对象、氨气流量与出口NOx质量浓度对象及烟气流量与出口NOx质量浓度对象的传递函数,基于MATLAB软件的模型辨识仿真结果表明了辨识曲线能较好地反应实际输出曲线,验证仿真结果证明了该方法的有效性和可靠性。

基于改进动态矩阵算法的SCR烟气脱硝系统

针对燃煤电厂火电机组选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统NO_(x)出口体积分数波动大、稳定性差的问题,提出一种基于模糊自适应PID补偿的动态矩阵预测控制(DMC)算法.DMC算法基于NO_(x)出口质量浓度历史数据构建预测模型,反馈环节根据当前偏差校正预测值,实现系统提前控制;模糊自适应PID控制器将预测偏差信息模糊化,用以修正动态矩阵控制器输出,实现被控对象的准确控制.依托500MW火电机组脱硝装置运行数据,建模被控对象传递函数,基于Matlab平台进行DMC和模糊自适应PID补偿DMC控制方式下喷氨阀门开度变化、NO_(x)出口质量浓度变化的对比实验.结果表明,基于模糊自适应PID补偿的DMC控制算法在SCR烟气脱硝控制系统的实时性和准确性两个性能上取得了良好表现.

节能减排背景下火电厂SCR烟气脱硝系统设计与应用

为提升火电厂烟气脱硝效率,以X火电厂SCR (Selective Catalytic Reduction,选择性催化还原法)烟气脱硝系统为例,研究解析了SCR技术的基本原理与节能减排政策对火电厂的影响,基于催化剂选择、反应器设计、温度管理及氨逃逸抑制等关键技术,进行了火电厂SCR烟气脱硝系统设计,并通过对X火电厂实际运行数据的收集分析,评估系统的脱硝效率、经济性、环境影响等。结果表明,火电厂SCR烟气脱硝系统不仅能降低NO_x排放,满足严格的环保标准,还具有较好的经济效益与环境可持续性,可促进火电厂节能减排目标的实现。

基于LSTM算法的火电厂SCR烟气脱硝控制方法

由于火电厂SCR烟气脱硝过程中烟气的初始状态参数具有不稳定性,导致排除烟气NO_(x)浓度控制难度较大。为了准确控制烟气脱硝,有效降低烟气NO_(x)浓度,提出基于长短期记忆网络(LSTM)算法的火电厂选择性催化还原(SCR)烟气脱硝控制方法。以蜂窝状催化剂为基础,结合在SCR烟气脱硝过程中的作用模式,分别从孔道和内壁两个角度构建了火电厂SCR烟气脱硝模型;引入LSTM算法,以烟气中NO_(x)浓度控制要求为目标,将催化剂的投入速率作为控制参量,结合烟气的初始状态参数,实现SCR烟气脱硝过程的控制。在测试结果中,设计控制方法下脱硝反应器出口烟气NO_(x)浓度并未受到烟气流量的显著影响,始终稳定在125.0 mg/m^(3)以内,远低于临界值(150.0 mg/m^(3)),与对照组相比,具有更加可靠的脱硝效果。

基于DMC的SCR烟气脱硝系统的预测控制探析

自工业快速发展以来,环境污染问题日益严峻,特别是氮氧化物(NO_x)排放量持续增加,对大气环境造成严重影响。为积极响应国家环保政策,推动工业绿色发展,SCR烟气脱硝系统的广泛应用已成为趋势,实现SCR系统的精确控制与高效运行、提升脱硝效率并减少氨逃逸等问题已迫在眉睫。基于此,本文将简要探讨基于DMC的SCR烟气脱硝系统预测控制策略,从基于DMC的SCR脱硝工艺着手分析,探讨基于DMC的SCR烟气脱硝系统数据预处理流程,并对预测控制详细探寻,旨在为SCR烟气脱硝系统的智能化、精准化控制提供理论依据,以促进工业绿色转型。

循环流化床半干法脱硫与SCR脱硝技术在烧结烟气治理中的应用

随着环保法规的日趋严格以及环保意识的增强,烧结烟气净化技术得到了进一步的发展与完善,将半干法脱硫技术与SCR脱硝技术联合应用于烧结烟气综合治理具有重要意义。该技术不仅能同步脱除烟气中SO2、NOx,还能大幅降低处理成本,提高处理效率,有利于钢铁企业向清洁低碳方向发展。本篇文章主要探究循环流化床半干法脱硫与SCR脱硝技术在烧结烟气治理中的应用方法,意在为烧结烟气治理提供助力。

SCR烟气脱硝系统氨氮双控新方法

针对目前电厂实际选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统运行中存在的出口NO_(x)质量浓度分布不均以及氨逃逸超标等问题,进行了数值模拟分析并基于此提出了一种氨氮双控的喷氨优化新方法。以某660 MW机组SCR烟气脱硝系统为例,建立可视化流场和脱硝反应数值模型,分析比较了不同氨氮摩尔比条件下出口各分区NO_(x)质量浓度、氨逃逸体积分数以及脱硝效率的变化规律。结果表明:分区脱硝效率、出口NO_(x)质量浓度和氨逃逸体积分数与氨氮比之间的关系均呈由一拐点分隔的两段线性的变化规律,拐点出现在氨氮摩尔比为1.15左右。据此,提出了基于分段拟合函数与优化矩阵方程相结合的氨氮双控喷氨优化新方法,分别预测了该660 MW机组使用5分区和42喷嘴进行喷氨调节优化,优化后的总喷氨量相对均匀喷氨工况最多下降7.2%,同时出口NO_(x)质量浓度和氨逃逸体积分数的相对标准偏差分别下降至9.4%和4.2%,出口均匀性显著提高,不存在局部超标现象。

SCR烟气脱硝系统动态建模方法比较

SCR系统脱硝过程普遍应用的建模方法分为机理建模和数据建模两种,但这两种方法之间的对比研究相对较少。确定两种方法各自的适用范围,从而选取适宜的建模方法是确保模型准确性的前提。文中根据E-R反应机理以及支持向量机(support vector machine,SVM)、BP神经网络(BP neural network,BPNN)、核偏最小二乘(kernel partial least squares,KPLS)等方法分别建立了SCR系统的机理和数据动态模型。采用现场实际运行数据对模型进行验证,并根据模型精度评价指标以及建模耗时对各种建模方法进行对比。结果表明,在局部工况样本条件下,机理模型计算精度更高,计算量较小。在全局工况样本条件下,数据模型的拟合和泛化能力更强,但是数据模型的计算量更大,建模耗时更长。

燃煤锅炉SCR烟气脱硝系统喷氨优化调整试验

针对SCR烟气脱硝系统3种典型喷氨技术,设计了1种控制氨逃逸的优化调整方法,主要根据脱硝系统出口NO分布情况调整喷氨系统,以使氨分布均匀。试验结果表明,该方法可以有效降低脱硝系统氨逃逸。采用不同喷氨技术的脱硝系统,其优化调整后的效果有差异,效果最为显著的是分区控制喷氨格栅技术,其次为线性控制喷氨格栅技术,效果一般的为涡流混合技术。

燃煤锅炉SCR烟气脱硝系统流场优化的数值模拟

对某600 MW超临界燃煤机组SCR系统进行反应器内烟气流动均匀性和飞灰沉积的数值模拟.通过对比进入上层催化剂层烟气速度分布不均匀性,加入飞灰颗粒离散相后,开展烟道内导流板布置形式和导流板结构对SCR反应器内流场以及飞灰沉积的影响研究.结果表明:当SCR反应器入口导流板数目为13时,烟气通过上层催化剂层速度分布较其他3种工况均匀;导流板的弧形板后加装一段竖直直板可进一步引导烟气流动,减小回流作用,烟气进入上层催化剂层时速度更加均匀,综合考虑,弧-直型导流板为最优结构;数目13块的弧-直型导流板结构有利于改善SCR反应器壁面飞灰沉积情况;飞灰颗粒对SCR反应器内流场有一定影响,但改变较小,在实际运行中应进行相应吹灰处理.

烟气脱硝SCR氨喷射系统调整效果评估

以某火电厂氨喷射系统(AIG)改造为例,通过数值模拟计算,对AIG调整方案的效果进行了评估。结果表明将AIG改为具备双向调节功能后,有利于氨的均匀分配,对于烟气流速不均具有更好的适应性。脱硝反应器出口截面NOx分布相对标准偏差由40%降低至15%以内。可改善脱硝装置喷氨合理性,一定程度上延长催化剂使用寿命,消除反应器出口氨逃逸浓度局部过高的现象,降低了下游空气预热器硫酸氢铵(ABS)腐蚀的风险,对火电厂实现NOx超低排放具有一定贡献。

燃煤电站SCR烟气脱硝系统运行典型故障诊断

燃煤电站SCR烟气脱硝系统运行中典型故障包括脱硝还原剂供应不足、喷氨自动调节品质差、喷氨均匀性差等。为解决此类问题,以某电站SCR烟气脱硝系统为例,介绍了相应整改措施。其主要包括:(1)提高液氨加热蒸汽品质,清理氨系统杂质;(2)优化喷氨自动控制逻辑;(3)热态喷氨优化调整。试验结果表明,整改及优化后该厂脱硝系统故障基本得到消除,还原剂供应量随机组负荷变化而变化,喷氨系统自动控制可正常投运,SCR脱硝反应器出口NO_x及逃逸氨浓度达到设计要求且运行平稳,脱硝系统运行的安全性和经济性均得到提高。

基于主导因素分析的SCR烟气脱硝系统喷氨量控制

针对目前选择性催化还原(SCR)烟气脱硝控制系统中存在喷氨量控制不精确、大滞后等问题,分析了影响喷氨量控制效果的主要原因,通过对反应器入口NOx质量浓度进行主导因素分析,确定影响反应器入口NOx质量浓度的主要因素,在此基础上建立了反应器入口NO_x质量浓度的预测模型,并将其应用于烟气脱硝系统喷氨量控制。应用结果表明:通过主导因素分析确定的运行参数能够提前预测反应器入口NOx质量浓度的变化;改进后SCR烟气脱硝系统喷氨量控制效果良好;当脱硝反应器入口NO_x质量浓度发生较大波动时,反应器出口NOx质量浓度与设定值最大偏差不超过5mg/m3。

基于主元分析的SCR烟气脱硝系统入口NO_x生成量预测模型

针对选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统喷氨量控制的大迟延特性,使得难以实现其自动控制的问题,将机组主要运行参数与SCR烟气脱硝系统入口NOx生成量相关联,通过主元分析确定影响NOx生成的主导因素。基于主元分析结果,通过非线性拟合方法建立了NOx生成量预测模型,并将NOx生成量模型预测值与实测值进行对比。结果表明:机组处于稳态过程时,模型预测值与实测值吻合较好;机组处于动态过程时,模型预测值与实测值之间具有一定的偏差,模型预测值变化较实测值提前约100s。因此,该预测模型可作为SCR烟气脱硝系统喷氨量控制前馈,从而克服系统的大迟延特性,同时可用于控制二次风挡板。

SCR烟气脱硝系统氨逃逸浓度在线预测方法研究

燃煤机组烟气排放连续监测系统(CEMS)对SCR氨逃逸浓度的测量结果不十分可靠,易造成运行中无序过量喷氨和加剧空气预热器硫酸氢铵粘结堵塞。在实验室和现场检测基础上,结合SCR反应器潜能及其劣化趋势分析,提出了氨逃逸浓度在线预测方法和计算式。以某350 MW机组为例,介绍氨逃逸浓度预测步骤和分析结果。初步应用结果表明,根据机组实时运行负荷、NOx浓度及脱硝效率等DCS参数,可在线预测氨逃逸浓度,用以指导喷氨量调节;同时,氨逃逸浓度预测值可用于SCR催化剂层的寿命管理预警与决策。