一种SCR法烟气脱硝流场冷态测试系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种SCR法烟气脱硝流场冷态测试系统，在整流层的整流板形成的整理格栅下游布置飘带，PDA系统对速度和浓度的测点均设在导流板和整流板之间，在导流板与出口段间设有压力测试点测量系统导流板到出口之间的压力损失，系统出口处有在线烟气分析仪连接点，示踪颗粒/气体在省煤器出口及氨喷射段设有其加入口，观察积灰并通过出口烟气分析仪分析出口气体分布。对SCR法脱硝工程烟气系统和气体的注入装置的优化设计起到有效的指导作用，从而有效保证脱硝项目设计的各项性能指标，节约建设成本。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及SCR法烟气脱硝工程，特别是一种SCR法烟气脱硝流场冷态测试系统，流场模型试验研究作为SCR法烟气脱硝工程设计的核心部分，直接影响到脱硝工程设计和运行的优劣。
技术介绍
近年来随着我国经济的发展，对电的需求大幅度地增加，极大地增加了煤的消耗。大量煤在燃烧过程中释放出的S02、NOx等污染物带来严重的酸雨和其他环境污染问题。与SO2相比，NOx不但对酸雨的行程影响很大，而且还是光化学烟雾行程的催化剂，其对大气的污染要远大于SO2行程的污染。对于烟气脱硝技术，目前常用的有SCR法、SNCR法和SCR+SNCR法。SCR法脱硫技术与1972年在日本开始正式研究和开发，并于1978年实现了工业化。1979年工业规模的烟气脱硫装置在日本Kudamatsu发电厂率先投入运行，1983年在日本竹原电厂3号机组700丽全负荷应用成功，勵^兑除率达到80%。继日本之后，德国于1980年代中期引进了 SCR法脱硝技术。在1990年空气净化修正案的推动下，美国联邦政府、学术界和工业界也针对SCR法技术的研究、开发和推广增加资金投入和研究力度，1993年美国第一套燃煤系统SCR法脱硝装置在新泽西州的285MW热电厂建成投产，装置运转稳定。我国SCR法烟气脱硝工程是从2005年正式开始启动建设，已取得长足的发展。在脱硝装置进行装备之前，需要进行必要的冷态物理模型试验，该实验的目的是通过在冷态一定比例的物理模型中对脱硝装置烟道系统内流体的流场进行模拟和模化试验，对系统内包括流体调节装置及导流板、氨喷射系统、飞灰整流器等部件进行优化设计，以保证取得均匀的烟气流动分布，良好的混合并维持脱硝系统低的压降。`
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种SCR法烟气脱硝流场冷态测试系统，对SCR法烟气脱硝方法进行冷态数值模拟，在设计新反应器或新反应器投入运行时，可通过模化试验或冷态试验来了解，掌握其流动规律，验证和修改设计及运行方案；对已有运行不正常的设备，可通过模化或冷态试验找出其改正的措施。因此该技术是省时省力、效率高、灵活性强的一种试验方法。为实现上述目的，本技术采取的技术方案为:一种SCR法烟气脱硝流场冷态测试系统，包括与省煤器出口相连的转向室，转向室与弯管状的入口段I连接，入口段I通过竖直管状的氨喷射段与入口段II相连，入口段II连接SCR反应器的上端，SCR反应器的下端依次连接出口段I和出口段II，出口段II与空气预热器相连，SCR反应器由上而下包括导流段、整流层、催化剂反应室，导流段设导流板，整流层设整流板，整流层的整流板形成的整理格栅下游布置飘带，PDA系统对速度和浓度的测点均设在导流板和整流板之间，在导流板与出口段间设有压力测试点测量系统导流板到出口之间的压力损失，系统出口处有在线烟气分析仪连接点，示踪颗粒/气体在省煤器出口及氨喷射段设有其加入口，观察积灰并通过出口烟气分析仪分析出口气体分布。所述的整流层设静态混合器，催化剂反应室包括一层预留催化剂层、二层初始催化剂层。所述的氨喷射段内设有喷氨格栅。所述的转向室、入口段1、氨喷射段、入口段I1、导流段、整流层、催化剂反应室、出口端I和出口段II均采用不锈钢结合有机玻璃制作，它们之间采用法兰连接，法兰之间将加装密封垫圈，法兰和烟道之间采用环氧树脂粘结；烟道风机和烟道部分之间加装缓冲段；支架将采用碳钢。所述的PDA系统对流场气体速度进行测量，该系统采用的激光光源为氩离子激光器，最大输出功率为5W，输出功率持续可调。所述的压差测量系统压力降在导流板与出口间之间测量。压力测量在模型试验最大流量条件下进行。所述的在线烟气分析仪器，快速获得装置内气体成分的分布情况，从而获得脱硝过程中氨气的分布规律。所述的飘带试验，是确定在第一层催化剂前的烟气流动方向满足催化剂入口速度分布的设计要求。系统采用不锈钢结合有机玻璃制作，在测量区域将采用有机玻璃以增加测量窗口的透明度，提高PDA等相关测量的准确度。测试环节主要使用示踪颗粒/气体注入装置、飘带、烟花的手段借助Testo520差压仪、毕托管以及激光相位多普勒测速(PDA)、在线气体分析仪器等测量设备完成。在省煤器出口，AIG上游，每个弯头和内部导流设备，反应器入口，第一层催化剂入口(静压)，最后一层催化剂出口，空气预热器入口等位置进行压力和压差测量；在模型的入口处测量流量；在AIG上游截面，催化剂层入口上方的0.5m处(实际尺寸)，空气预热器入口等截面上进行流速分布的测量。主要试验内容:评估脱硝装置在锅炉实际煤种BMCR、THA、75%THA、35%BMCR和校核煤种1THA、50%THA负荷下的运行状况；验证省煤器出口部分的烟道和导流板设计；通过积灰试验避免烟道局部出现积灰现象；验证烟气均流装置的设计，保证各个工况下反应器入口烟气气流流动方向偏差；验证空气预热器入口部分烟道和导流板的设计，保证进入空气预热器的气流均匀。SCR脱硝装置采用高尘布置方式，布置在省煤器出口与空气预热器入口之间，反应器为垂直方向流动反应器。每台锅炉布置两个反应器，每个反应器包括三层催化剂(初装两层、预留一层)，来自制氨系统的氨气，经氨空混合器后为SCR系统提供稳定的氨气源。氨气以5%体积浓度经过流量控制阀后进入阀门站组(MVS)，经氨喷射格栅(AIG)喷射到烟道内。省煤器出口的烟气通过SCR进口烟道，与氨喷射格栅(AIG)注入的氨气充分混合后进入反应器。在催化剂的作用下，氨气与烟气中的氮氧化物进行还原反应，最后烟气通过SCR反应器出口烟道到达空气预热器。SCR烟道、反应器、AIG的具体尺寸等详细布置根据具体情况进行相应的设计。流场模型试验作为SCR法烟气脱硝工程设计的核心部分，直接影响到脱硝工程设计和运行的优劣。本研究结合数值模拟和冷态系统模型，可使我们对于流场中烟气分布和积灰等情况有更清楚的了解，对SCR法脱硝工程烟气系统和气体的注入装置的优化设计起到有效的指导作用，从而有效保证脱硝项目设计的各项性能指标，节约建设成本。附图说明图1烟气脱硝流场冷态测试系统工艺流程图；图2烟气脱硝流场冷态测试系统设备结构图；其中，I加灰装置，2示踪颗粒/气体，3空压机(吹灰)，4转向室，5喷氨系统，6导流板，7飘带，8整流板，9催化剂层，10流量调节装置，11引风机，12 PDA系统，13计算机，14省煤器出口，15入口段I，16入口段II，17氨喷射段，18导流段，19整流层，20催化剂反应室，21出口段I，22出口段II，23空气预热器。具体实施方式下面结合具体实施方式和实施例进一步说明。一种SCR法烟气脱硝流场冷态测试系统，包括与省煤器出口 14相连的转向室4，转向室4与弯管状的入口段I 15连接，入口段I 15通过竖直管状的氨喷射段17与入口段II 16相连，入口段II 16连接SCR反应器的上端，SCR反应器的下端依次连接出口段I 21和出口段II 22，出口段II 22与空气预热器23相连，SCR反应器由上而下包括导流段18、整流层19、催化剂反应室20，导流段18设导流板6，整流层19设整流板8，整流层19的整流板8形成的整理格栅下游布置飘带7，PDA系统12对速度和浓度的测点均设在导流板6和整流板8之间，在导流板6与出口段间设有压力测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SCR法烟气脱硝流场冷态测试系统，其特征是，包括与省煤器出口相连的转向室，转向室与弯管状的入口段Ⅰ连接，入口段Ⅰ通过竖直管状的氨喷射段与入口段Ⅱ相连，入口段Ⅱ连接SCR反应器的上端，SCR反应器的下端依次连接出口段Ⅰ和出口段Ⅱ，出口段Ⅱ与空气预热器相连，SCR反应器由上而下包括导流段、整流层、催化剂反应室，导流段设导流板，整流层设整流板，整流层的整流板形成的整理格栅下游布置飘带，PDA系统对速度和浓度的测点均设在导流板和整流板之间，在导流板与出口段间设有压力测试点测量系统导流板到出口之间的压力损失，系统出口处有在线烟气分析仪连接点，示踪颗粒/气体在省煤器出口及氨喷射段设有其加入口，观察积灰并通过出口烟气分析仪分析出口气体分布。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王志强，于洲，马春元，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：实用新型
国别省市：