燃煤机组静态混合器系统优化改造研究

 

       600 MW燃煤机组静态混合器系统改造为例，介绍了喷氨系统的一种优化改造方案，数值模拟和工程实践表明，增加喷嘴数量和喷氨格栅的分区，对提高催化剂进口NH3分布的均匀性作用明显，静态混合器系统改造后工程应用效果良好，取得了预期的改造效果。

       随着我国对环境保护的日益重视，对火电机组排放指标的要求日趋严格，各发电集团在役大型燃煤机组基本已完成超低排放改造，改造后要求NOx、SO2和烟尘的排放限值分别为50 mg/m3,35 mg/m3和10 mg/m3，随着污染物脱除要求的提高，部分环保设施的实际运行条件已大幅偏离原设计工况，对现役环保设施可靠、稳定运行带来了极大的挑战。目前国内火电机组普遍采用SCR烟气脱硝工程，SCR脱硝系统超低排放改造一般通过增加备用层催化剂来实现。超低排放改造后，脱硝机组普遍存在着喷氨量偏大、氨逃逸超标、硫酸氢铵结晶造成后续设备如空预器严重堵塞等问题，已成为制约机组经济高效运行的重要因素。

       针对上述问题，学者们提高脱硝装置运行性能、控制氨逃逸、解决空预器堵塞、喷氨系统改造等方面开展了相应的研究。宋玉宝等的研究表明NH3/NOx摩尔比分布和催化剂潜能局部劣化是影响脱硝性能、特别是造成局部氨逃逸浓度超标的主要因素。超低排放条件下，烟气参数分布设计偏差会降低催化剂性能8%～10%，应尽量减小SCR入口烟气参数的分布相对标准偏差，降低其对脱硝性能的负面影响。顾庆华研究了不同因素对脱硝反应区域温度的影响，SCR反应器入口的气相主体硫酸氢铵的凝结温度为270～320℃，脱硝最低运行温度要求应不低于280℃。周健等的研究表明：对于某些机组氨喷射系统存在功能不足，开展优化设计，并结合现场喷氨优化调整试验，可以减轻空预器ABS堵塞风险，降低空预器烟气阻力。康朝斌等研究了涡流式喷氨系统对催化剂进口NH3浓度分布的影响，结果表明该系统喷射点少是造成催化剂进口还原剂分布均匀性差的重要原因。

       鉴于前人喷氨喷嘴的优化研究相对较少，特别是通过喷氨系统改造成功解决NOx初始生成量较高、空预器堵塞严重的优化改造案例相对较少，本文结合某600 MW机组静态混合器系统改造案例，燃煤机组静态混合器系统优化改造项目将圆盘涡流混合式喷氨系统改造为一种配套高扩散喷氨喷嘴的格栅式喷氨系统，有效解决了脱硝系统NH3逃逸超标问题，为空预器长周期经济、高效运行奠定了基础，对同类型机组改造具有一定的借鉴意义。

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