煙氣脫硝裝置中，氨的擴(kuò)散及與煙氣的混合均勻程度是影響脫硝效率的關(guān)鍵因素之一，也是各個(gè)公司的核心技術(shù)所在。目前SCR主要的噴氨混合裝置是噴氨格柵

通常設(shè)計(jì)噴氨格柵(AIG)是將煙道截面劃分為若干個(gè)控制區(qū)域，每個(gè)控制區(qū)域有若干的噴射孔。噴氨格柵包括噴氨管道、支撐、配件和氨氣分布裝置等。設(shè)計(jì)時(shí)，噴氨格柵的位置及噴嘴形式是根據(jù)鍋爐尾部煙道的布置情況，通過(guò)模擬流場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)選擇的。同時(shí)，應(yīng)通過(guò)煙道設(shè)計(jì)的優(yōu)化及加設(shè)煙氣導(dǎo)流板，使進(jìn)入SCR反應(yīng)器的煙氣氣流保持均勻。噴氨格柵設(shè)計(jì)不當(dāng)或煙氣氣流分布不均勻時(shí)，容易造成NOx和NH。

某600MW機(jī)組于2013年11月建成SCR脫硝裝置，設(shè)置2個(gè)反應(yīng)器。每個(gè)反應(yīng)器設(shè)置21根噴氨支管，無(wú)流量孔板和壓差測(cè)量管，出口煙道設(shè)有14個(gè)煙氣取樣孔。該機(jī)組脫硝系統(tǒng)于2015年8月進(jìn)行噴氨格柵(AIG)優(yōu)化調(diào)整。

噴氨格柵(AIG)優(yōu)化調(diào)整過(guò)程 1、確定反應(yīng)器出口煙氣測(cè)點(diǎn)位置，A、B反應(yīng)器出口煙氣取樣點(diǎn)各7個(gè)，總共14個(gè)。 2、工況穩(wěn)定情況下，先用紫外線煙氣分析儀測(cè)量各測(cè)點(diǎn)煙氣NOx濃度，記錄數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù); 3、確定NOx濃度值，調(diào)節(jié)空氨混合氣42個(gè)進(jìn)氣支管手動(dòng)球閥，實(shí)時(shí)測(cè)量催化劑底部煙氣測(cè)點(diǎn)煙氣濃度變化，使各個(gè)測(cè)點(diǎn)NOx濃度達(dá)到均衡，記錄數(shù)據(jù)。 4、催化劑底部煙氣取樣點(diǎn)達(dá)到均衡后，煙道出口測(cè)點(diǎn)檢驗(yàn)NOx分布情況，記錄數(shù)據(jù)。

熱態(tài)調(diào)試前，SCR出口NOx濃度大偏差為61.89%，平均偏差17.96%; 熱態(tài)調(diào)試后，SCR出口NOx濃度大偏差為7.89%，平均偏差3.89 %; 經(jīng)調(diào)試后，改善氨氣煙氣混合均勻度，提高催化劑利用率，調(diào)試前后每千克NOx氨耗量下降36.68%。 通過(guò)噴氨格柵(AIG)優(yōu)化調(diào)整，出口NOx分布更均勻，更好的了脫硝效率;同時(shí)降低了氨耗量，減少運(yùn)行成本，也降低了硫酸氫銨(ABS)形成的風(fēng)險(xiǎn)。

尤其是環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步嚴(yán)苛后,大部分機(jī)組面臨“超凈排放”的需求,對(duì)SCR反應(yīng)器內(nèi)的速度場(chǎng)、濃度場(chǎng)、噴氨格柵噴射三者之間的耦合提出了更高要求,系統(tǒng)均流與混合是脫硝系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化的關(guān)鍵之一[12-16]。

本文擬以安徽蕪湖電廠660MW機(jī)組2#爐SCR脫硝裝置為對(duì)象,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,調(diào)整氨噴射系統(tǒng)各支管的氣氨流量,以消除局部過(guò)大的氨逃逸區(qū)域,改善入口氨噴射均勻性,大限度減少氨逃逸對(duì)空預(yù)器的影響,提出有效的噴氨格柵優(yōu)化與均勻混合實(shí)施方案。
兩側(cè)反應(yīng)器總體風(fēng)量較均勻,受負(fù)荷波動(dòng)性較小。此外,反應(yīng)器入口煙道煙氣流速分布均勻,其中B側(cè)煙氣流速偏差分別為0.4、0.8、0.5m?s-1,相對(duì)偏差分別為2.8、7.1、6.0%,A側(cè)內(nèi)外側(cè)偏差為1.3、0.6、0.6m?s-1,相對(duì)偏差分別為9.4%、5.7%、7.2%。這表明速度場(chǎng)的波動(dòng)對(duì)噴氨格柵優(yōu)化調(diào)整基本沒(méi)有影響。
可以看出,根據(jù)出口NOx濃度和氨逃逸濃度的對(duì)應(yīng)關(guān)系,NOx濃度較低的區(qū)域?qū)?yīng)較大的噴氨量,極易產(chǎn)生較大氨逃逸濃度。B1、A5等2個(gè)測(cè)孔位置出口NOx濃度均小于20mg?m-3,其代價(jià)是很大的噴氨量和較高的氨逃逸。