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《华北电力大学》 2019年
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600MW电站锅炉脱硝系统喷氨优化研究

卜卫宾  
【摘要】:近年来,经济发展与环境污染之间的矛盾日益加深,其中,NOx的大量排放是造成酸雨、大气臭氧层破坏的主要原因之一。同时,国家对电厂氮氧化物排放的控制越来越严格,部分地区提出了电厂氮氧化物“超超低”排放要求,控制NOx的排放量成为燃煤电站的重要任务之一。在实际运行中,锅炉负荷波动、炉内燃烧状态等因素都会影响脱硝系统内烟气分布,如果不能及时根据脱硝系统内烟气分布的变化相应改变喷氨量,会造成催化剂入口氨气浓度分布与NOx浓度分布不匹配,增加氨氮混合不均性,进而影响脱硝效率,导致空气预热器堵塞、腐蚀等一系列问题。为满足电厂NOx排放标准,提高脱硝系统运行效率,降低系统出口 NOx浓度偏差,减小氨逃逸量,对锅炉脱硝系统进行喷氨优化研究具有一定意义。某电厂600MW燃煤锅炉SCR脱硝系统存在脱硝效率较低、氮氧化物及氨逃逸超标等问题,不合理喷氨是导致上述问题的主要原因之一,为解决上述问题,对SCR脱硝系统进行喷氨优化调整试验,采用网格法对烟气进出口氮氧化物、氨气浓度等进行测量,计算得出喷氨调整试验前脱硝反应器A、B侧出口 NOx浓度相对标准偏差分别为23.57%、20.21%,NOx浓度分布偏差均未达到小于20%的要求。通过多次调整喷氨阀门开度,脱硝反应器A、B侧出口 NOx浓度偏差降到了15.98%、13.93%,脱硝反应器B侧脱硝效率增加到85.3%,脱硝效率提高了 2.52%。为进一步提高催化剂入口氨气分布均匀性,使喷氨量与NOx浓度分布相匹配,以提高脱硝效率,减小氨逃逸量,在喷氨调整试验基础上,运用FLUENT软件模拟分析了喷嘴数量与喷嘴尺寸对于组分浓度场的影响规律,结果表明,增加喷嘴数量能够提高氨气分布均匀性,随着格栅喷嘴尺寸的增加NH3浓度分布偏差先降低后升高。通过细化分区喷氨的方法,多次调整各分区喷嘴速度进行模拟,最终确定了各区域喷嘴速度大小。结果表明,首层催化剂上方氨气浓度相对偏差降至2.54%,脱硝效率提高到了 87.70%,催化剂入口截面组分浓度分布更加均匀,保证了催化剂层内脱硝反应的均匀进行。
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:X773

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