SCR Wizard智能脱硝流场优化技术

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碱性氧化物为,煤灰中Fe2O、CaO、MgO、K2O、Na2O的含量之和, ; 酸性氧化物为,煤灰中SiO2、Al2O3、TiO2的含量之和, 。 K2O及Na2O含量之和>2 ,属于中等及以上强度沾污特性。
积灰指数,Rf <0.2 0.2-0.5 0.5-1.0 >1.0
积灰程度 低 中 高 严重
幅度变化无法及时预测和跟踪。
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常规SCR局限性
五、NH3逃逸测量普遍不准确:为预防空预器堵塞,运行人员对逃逸氨的数值 高度依赖和重视,但目前氨逃逸表计,普遍无法准确测量氨逃逸值。最佳的 情况,仅能稳定显示氨逃逸增减趋势。
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2017/9/20
主要内容
TPRI 烟气脱硝技术体系
整流格栅防积灰板等局部结构 优化
反应器顶部结构、导流板等设 计优化
蜂窝催化剂改成板式催化剂
2017/9/20
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案例二、包三热电厂: 现象
2×300MW机组,SCR脱硝 喷氨格栅积灰严重,喷嘴堵塞,
失去了可调功能 水平烟道不均匀积灰 氨逃逸严重超标,空预器堵塞 与灰中碱金属含量高有关
2×600MW
2×600MW 2×315MW 2×300MW 2×300MW 2×300MW 2×350MW
1×600MW 2×200MW 2×135MW
3×130t/h 2×300MW 2×300MW 2×350MW 2×660MW 2×350MW
3×65t/h 2×600MW
0.91
0.93
0.96
0.99
1.02
1.04
1.02
6
0.80
0.81
0.83
0.84
0.85
0.86
0.88
0.90
7
0.88
0.89
0.91
0.93
0.97
0.98
0.99
0.98
8
0.83
0.84
0.86
0.88
0.90
0.90
0.90
0.91
设计脱硝效率90%,平均氨氮摩尔比0.91(设计值) 局部氨逃逸80-225ppm,整体氨逃逸14ppm(严重超标) 脱硝效率≈85%(不达标)
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SCR-Wizard 技术指标
新增系统阻力<200Pa 考察第一层催化剂入口处流场指标
序号
项目
单位
SCR Wizard
常规SCR
1
速度
平均标准偏差,%
<8
2
温度

±10℃
<15 ±10℃
3
氨氮摩尔比 平均标准偏差,% <4%(时刻保持)
无法持续达标
4
能否满足 超
低排放
是/否
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案例二、包三热电厂: 改造后
花瓣式喷氨格栅 积灰明显改善,未出现喷氨堵
塞情况 分区可调性优异 水平烟道不均匀积灰明显改善 氨逃逸水平达标,空预器阻力
正常
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案例三、贵州盘县电厂: 现象
A侧入口 孔1
1
316
2
297
3(浅) 292
孔2 孔3 304 477 301 443 306 350
彻底的速度场优化 动态的NH3/NOx浓度场 动态温度场 灰浓度场
15
典型案例目录
序号
电厂
机组大小
存在问题
优化方案
优化点
1
华润涟源电厂 2×300MW 速度场不合理导致的异常积
灰,催化剂磨损
2 华能包三热电厂 2×300MW AIG堵灰,导流板及水平烟道 积灰
3
贵州盘县电厂 1×660MW
另外,灰浓度分布显 著改善。
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典型案例、贵州盘县电厂: 总体配置
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喷氨格栅支管,并成3 组,每组采用一个自 动调节阀调节氨流量
出口设置3个在线测点 ,实时测量各分区 NOx/O2及NH3浓度
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典型案例、贵州盘县电厂: 控制优化SCR Control+
喷氨总量的控制 建立可预测NOx产生趋势及生成量的前馈模型 在机组升降负荷及其他变工况运行期间,喷氨量可快速响应,维持出口
高温烟气换热器
可行性研究
尿素水解技术
SCR、SNCR 尿素直喷技术
尿素制氨技术
流场优化改造
智能管理系统 全负荷脱硝 陶瓷滤管一体化
脱除技术
SCR Wizard Sammolyzer 脱硝系统数据库 活性分子氧化法 省煤器改造
烟气旁路
4
2017/9/20
主要内容
TPRI 烟气脱硝技术体系
常规SCR局限性及存在问题 SCR Wizard 智能流场优化
SCR Wizard 智能脱硝流场优化技术
2017/9/20
发言人:罗 志 西安热工研究院有限公司
2017/9/20
主要内容
TPRI 烟气脱硝技术体系
常规SCR局限性及存在问题 SCR Wizard 智能流场优化
Sammolyzer 在线NH3检测
基于SCR Wizard 的智能管理
2017/9/20
氨氮比分布
1
2
3
4
5
6
7
8
1
0.70
0.71
0.73
0.77
0.84
0.97
1.33
1.45
2
0.73
0.75
0.78
0.80
0.81
0.85
1.05
1.16
3
0.82
0.82
0.85
0.90
1.01
1.15
1.29
1.30
4
0.74
0.76
0.77
0.78
0.78
0.81
0.87
0.90
5
0.91
常规SCR局限性及存在问题 SCR Wizard 智能流场优化
Sammolyzer 在线NH3检测
基于SCR Wizard 的智能管理
SCR-Wizard 系列技术 是什么?
解决超低排放下,SCR氨逃逸高、空预器堵塞、积灰、磨损等问题的一系列技术
气固两相流流场深度优化技术
堵灰及磨损
SCR Wizard
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常规SCR局限性
三、单点测量:SCR进出口烟道截面尺寸,往往大于10m×3m,但进出口烟道 往 往仅一个测点,其难以代表整个截面的分布情况,导致问题不能及时发现。
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10
常规SCR局限性
四、控制策略:滞后的测量等导致脱硝喷氨自动控制难以正常投运 SCR脱硝系统具有大惯性、大滞后和大扰动的特点。 常规控制方式对机组负荷波动、磨煤机启停等引起的SCR入口NOx浓度的大
无组织的大涡流
流线偏流
急剧的变径,且导流板未配合烟 道结构形式,形成了无组织的大 涡流
顶部导流板不合理,导致流线偏 流较大
灰浓度集中的路径,使得前墙位 置处催化剂磨损严重
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案例三、贵州盘县电厂: 优化
在实测出的最大偏差 基础上,继续加大偏差到 230mg/m3。从图中可以看 出,经过水平烟道大范围 混合器初步混合后,到达 AIG入口时,最大偏差降 低到100mg/m3左右,烟气 进入各分区后,分区内充 分混合,分区间最大偏差 <50 mg/m3;每个分区内 最大偏差<20 mg/m3。为 每个分区达到高均匀度的 氨氮摩尔比分布提供了有 利条件。
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常规SCR局限性
二、SCR入口NOx大的偏差及波动较为常见,常规固定开度式氨喷射系统无法适应: 超低排放条件下,平均氨氮摩尔比往往超过0.9,有的甚至达到0.97; SCR入口NOx分布极不均,超出了常规喷氨格栅调节范围(过小开度会造成堵塞); SCR入口断面上常见的±30mg/m3甚至更高的波动,对于SCR出口NOx浓度控制在
持续满足
必须频繁 进行喷氨优化调整
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TPRI 烟气脱硝 流场业绩
编号
1 2 3 4 5 6 7
项目名称 华电镇雄 华电桐梓 华电喀什
利港 华能巢湖 水电崇信 龙源京隆
龙源合肥 8
9
金万泰SNCR
10
龙源韩城一期
11
龙电商丘裕东
12
华能聊城
13
华能嘉祥
14
华电石门
15 日照电厂一期2×350MW机组
高效低阻的大范围混合技术 基于分区混合的动态喷氨技术
NOx偏差大 NOx波动大
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SCR CONTROL+
喷氨自动难投入
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流场
脱硝流场
速度场 浓度场 温度场
NH3 NOx 灰
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常规SCR流场: 速度场 静态的NH3/NOx浓度场 静态温度场
SCR Wizard:
100mg/m3以内时,问题不太显著;超低排放经常需要控制NOx出口到35mg/m3左右, 氨氮比超过1的区域显著增加,氨逃逸明显; 氨氮比过小的区域,脱硝效率不达标。
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常规SCR局限性
二、氨喷射系统为固定开度式,无法适应SCR入口NOx大的偏差及波动:
表1-2 喷氨优化调整后,SCR入口NOx波动后的氨氮摩尔比分布
主要内容
TPRI 烟气脱硝技术体系
常规SCR局限性及存在问题 SCR Wizard 智能流场优化
Sammolyzer 在线NH3检测
基于SCR Wizard 的智能管理
TPRI 脱硝技术体系
技术服务
脱硝技术部 工程及产品 (西安)
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新技术
性能考核试验
喷氨优化调整
传统尿素热解技术
CFD流场及物模试验
Sammolyzer 在线NH3检测
基于SCR Wizard 的智能管理
SCR脱硝存在的问题
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常规SCR局限性
一、流场设计为单相流模拟,未考虑灰浓度分布,也未考虑煤质积灰特性:
目前的流场设计,几乎不去考虑煤质及灰质特征,千篇一律的设计; 灰沾污性较大后,流场设计必须有特殊设计,才可避免异常积灰。
温度分布
孔4 孔5 B侧入口 孔1
孔2
孔3
孔4
孔5
389 347
1
281
377
485
389
347
345 348
2
295
356
399
365
342
327 347 3(浅) 300
336
332
337
343
NOx分布
A侧
孔1
孔2
1
439
458
2
423
455
3(浅) 402
440
孔3 孔4 420 449 398 534 420 507
反应器
测孔
1
A
4 6
9
氨逃逸
μL/L@6%O2 71.0 16.3 9.0 7.3
反应器
测孔
1
B
4
6
9
催化剂磨损严重,两层磨穿 氨逃逸严重超标,局部超过150ppm,空预器阻力达到4000Pa
μL/L@6%O2 152.2 50.1 10.3 60.3
2017/9/20
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案例三、贵州盘县电厂: 现象
NOx稳定
各分区喷氨量的分配 根据SCR出口测点实测数据,快速分配各分区喷氨量,使各分区出口NOx均
匀,动态保持低NH3水平,预防空预器堵塞
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典型案例、贵州盘县电厂: 控制优化SCR Control+
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SCR-Wizard 相关专利
一种基于分区混合调节的高性能SCR超低排放控制技术(201620434612.6) 一种局部涡流和整体旋流相结合的花瓣型喷氨格栅(2012103940999) 整体机翼型均流与分区可调喷氨装置(200810236417.2) F型急转烟道均流装置(200810236401.1) 一种鳍片式钝体静态混合装置(200810236418.7) 带飞灰分离的急转烟道K型均流装置(200810236409.8)
速度场,NOx分布偏差及灰
浓度场不合理导致的催化剂
磨损,氨逃逸高
技术索引: 气固两相流流场深度优化技术
基于分区混合的动态喷氨技术
高效低阻的大范围混合技术 SCR CONTROL+
速度场+灰浓度场
速度场+灰浓度场
速度场+动态浓度 场+动态温度场
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案例一、华润涟源: 现象
2×300MW机组,SCR脱硝 2009年5月、10月分别投运 整流格栅和催化剂堵塞严重 通流部分催化剂磨损严重 氨逃逸严重超标,空预器堵塞 云南、贵州、湖南等地,燃用
华能鹤岗发电有限公司
16
1×600MW机组
17
乌海热电厂
18
沾化热电3、4号炉
中石化石家庄炼化分公司
19
3×130t/h燃煤锅炉
20
山西瑞光热电
21
山西临汾热电
22
华电喀什电厂
23 24 202517/9/20
水洞沟电厂 华能大连电厂二期 广州南碱自备电厂
26
华能珞璜电厂三期
机组大小 2×600MW 2×600MW 2×50MW 2×630MW 4×600MW 2×660MW 2×600MW
孔5
B侧
孔1
483
1
692
485
2
663
469 3(浅) 607
孔2 孔3
孔4
孔5
570 540
541
541
551 538
567
547
550 542
540
514
2×660MW机组,SCR脱硝 低负荷时烟温偏差大 NOx偏差大,不同负荷规律变化大
2017/9/20
22
案例三、贵州盘县电厂: 现象
高灰分、无烟煤的区域,极为 普遍
2017/9/20
17
案例一、华润涟源: 问题分析
煤质偏离设计值,灰易沾污,Байду номын сангаас粘性较大,原催化剂选型难以 满足
通过气固两相流模拟发现,整 流格栅防积灰板等局部结构严 重影响流场分布
反应器顶部结构、导流板等设 计未充分考虑防积灰措施
2017/9/20
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案例一、华润涟源: 优化后
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