一种制造技术

本发明专利技术涉及一种

【技术实现步骤摘要】
一种SCR脱硝系统的耦合提效改造方法


[0001]本专利技术涉及
SCR
脱硝
，具体涉及一种
SCR
脱硝系统的耦合提效改造方法
。

技术介绍

[0002]氮氧化物
(NO
x
)
作为燃煤电厂主要的污染物之一，其排放浓度受到严格的控制，选择性催化还原
(SCR)
脱硝技术作为脱除
NO
x
的主流技术，被大规模应用于燃煤电厂的脱硝系统改造，使得燃煤烟气氮氧化物的排放浓度不高于
50mg/m3。
然而，经过长时间多变工况复杂条件下的运行，前期设计的
SCR
脱硝系统逐渐出现氨逃逸浓度超标
、
脱硝效率下降等问题，直接影响了脱硝系统运行的稳定性
、
安全性与经济性，因此，对
SCR
脱硝系统的提效改造迫在眉睫
。
[0003]流场分布和催化剂的性质是决定
SCR
脱硝性能的关键因素
。
通常情况下，流场分布控制不合理，将直接造成脱硝系统的积灰
、
磨损
、
阻力增大，进而影响脱硝性能
。
针对现有
SCR
脱硝系统的提效改造涉及的流场分布问题，目前主要从流场优化和喷氨调平两方面分别对脱硝系统进行独立的诊断研究
。
[0004]CN 102120144A
公开了一种
SCR
脱硝流场模拟系统，包括
SCR
脱硝反应器模型
、
流量测量装置
、
除尘器
、
引风机和甲烷气体喷射装置；
SCR
脱硝反应器模型根据真实的
SCR
脱硝反应器按照
1:10
至
1:15
比例缩小得到，包括省煤器出口段
、SCR
脱硝反应器和空预器入口段，空预器入口段连接至一水平设置的测量管道，流量测量装置设置在该测量管道上；测量管道的出口通过一竖直管道接一水平管道的结构接入除尘器的入口，除尘器的出口与引风机相连接；测量管道上还设置有三通开关，所述甲烷喷射装置通过喷射管道接入喷氨混合段
。
[0005]CN 105126616A
公开了一种基于权重阀调控的
SCR
脱硝系统喷氨优化方法，该方法首先测量定负荷条件下
SCR
脱硝系统喷氨格栅前烟道横向截面处的烟气流场特性；然后结合喷氨格栅的喷嘴分布情况，解析与喷氨喷嘴分布相匹配的烟气流场区域流动连续分布特性；根据各负荷条件下的烟气流场分区域流动特性，获得喷氨阀门的权重；最后依据阀的权重差异对各阀门开度进行调整，同时借助烟气分析仪在
SCR
脱硝系统出口截面进行
NO
x
出口浓度测量，及时反馈喷氨阀门开度调整效果
。
[0006]然而，上述从流场优化和喷氨调平两方面的提效改造并未得到有机的统一
。
由于原有
SCR
脱硝系统设计的局限性
、
脱硝入口烟气条件的复杂性以及锅炉负荷条件的多变性等因素的影响，导致采用单一的方法很难真正满足提效改造的需求
。
例如，当
SCR
脱硝系统的流场分布不均匀，导致脱硝反应器内部出现局部堵塞，当锅炉负荷降低，烟气量减小，可能会出现堵塞范围逐渐扩大的问题，而当负荷升高时，由于风机系统的抽吸作用增大，部分堵塞问题反而会逐渐消失，这就导致脱硝反应器内部的流场均匀性会随负荷的变化而实时改变，如果只是采用单一的喷氨调平，优化后的各个分区喷氨量控制很难满足不同工况的要求，优化后的脱硝系统随着工况负荷的变化，依旧会呈现出脱硝出口氮氧化物浓度分布不均匀
、
部分分区氨逃逸浓度过高的现象，致使脱硝系统提效改造的效果不佳
。
[0007]因此，针对现有技术的不足，亟需提供一种能够深度优化脱硝效果的耦合提效改
造方法
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种
SCR
脱硝系统的耦合提效改造方法，将流场优化技术与喷氨调平技术有机结合，通过
CFD
模拟诊断
、
物理模型实验验证以及现场喷氨调平试验优化脱硝系统的流场分布均匀性，以期达到深度优化脱硝效果，为脱硝系统工程的升级改造提供技术支持
。
[0009]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]本专利技术提供了一种
SCR
脱硝系统的耦合提效改造方法，所述耦合提效改造方法包括如下步骤：
[0011](1)
通过现场踏勘获取
SCR
脱硝系统的结构设计参数，然后通过现场性能试验获取
SCR
脱硝系统的烟气流场特性；
[0012](2)
根据步骤
(1)
所述烟气流场特性构建
SCR
脱硝系统三维模型，并通过
CFD
模拟依次进行
SCR
脱硝系统的流场诊断与优化改造；
[0013](3)
基于步骤
(2)
所述优化改造后的
SCR
脱硝系统搭建物理模型实验系统并对
CFD
模拟结果进行实验验证；
[0014](4)
对步骤
(3)
所述实验验证合格的
CFD
模拟结果所对应的优化改造
SCR
脱硝系统进行实际工况运行，获得脱硝出口断面
NO
x
浓度的分布情况，结合不同分区氨气流线的不同颜色指示，调整喷氨支管的阀门开度至满足脱硝出口断面
NO
x
浓度分布均匀性的技术要求
。
[0015]本专利技术提供的
SCR
脱硝系统的耦合提效改造方法，主要包括
CFD
模拟阶段
、
物理模型实验阶段和喷氨调平试验阶段三个阶段，具体分为现场踏勘
、CFD
模拟流场诊断及优化
、
物理模型实验验证以及现场喷氨调平试验优化四个步骤，在充分掌握现场施工条件和实际运行情况的基础上，采用
CFD
模拟方法对脱硝系统的流场进行诊断并提出优化措施，随后设计搭建物理模型开展实验验证，并在完成优化改造后开展喷氨调平试验，使得脱硝系统内的流场在宽负荷下均能达到最优的状态，以保障系统的稳定高效运行
。
所述三阶段四步骤之间相互指导，相互促进，通过对
SCR
脱硝系统气流均布装置和氨氮混合均布装置的不断调整，最终以达到深度优化的目的
。
[0016]优选地，步骤
(1)
所述结构设计参数包括...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
SCR
脱硝系统的耦合提效改造方法，其特征在于，所述耦合提效改造方法包括如下步骤：
(1)
通过现场踏勘获取
SCR
脱硝系统的结构设计参数，然后通过现场性能试验获取
SCR
脱硝系统的烟气流场特性；
(2)
根据步骤
(1)
所述烟气流场特性构建
SCR
脱硝系统三维模型，并通过
CFD
模拟依次进行
SCR
脱硝系统的流场诊断与优化改造；
(3)
基于步骤
(2)
所述优化改造后的
SCR
脱硝系统搭建物理模型实验系统并对
CFD
模拟结果进行实验验证；
(4)
对步骤
(3)
所述实验验证合格的
CFD
模拟结果所对应的优化改造
SCR
脱硝系统进行实际工况运行，获得脱硝出口断面
NO
x
浓度的分布情况，结合不同分区氨气流线的不同颜色指示，调整喷氨支管的阀门开度至满足脱硝出口断面
NO
x
浓度分布均匀性的技术要求
。2.
根据权利要求1所述的耦合提效改造方法，其特征在于，步骤
(1)
所述结构设计参数包括
SCR
脱硝系统内部均布装置的形式
、
尺寸
、
数量以及布置方式
。3.
根据权利要求1或2所述的耦合提效改造方法，其特征在于，步骤
(1)
所述烟气流场特性包括
SCR
脱硝系统进出口断面的温度场
、
速度场
、
浓度场以及压力场
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的耦合提效改造方法，其特征在于，步骤
(2)
所述
SCR
脱硝系统三维模型与
SCR
脱硝系统实物按照
1:1
的比例进行构建
。5.
根据权利要求1‑4任一项所述的耦合提效改造方法，其特征在于，步骤
(2)
所述
CFD
模拟中，烟气流动遵循质量守恒
、
动量守恒以及能量守恒方程；湍流作用采用
k
‑
ε
或
k
‑
ω
模型；压力
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：叶兴联，张楚城，陈永强，陈威祥，苏寅彪，刘栋栋，徐娇娜，
申请(专利权)人：福建国环环境检测有限公司，
类型：发明
国别省市：