20190919-SCR高性能喷氨混合系统-会议宣讲

TPRI苏州“SCR高性能喷氨混合系统”,2020/5/3,谢新安热工研究院有限公司苏州分公司苏州西热节能环保技术有限公司,2019年9月,主要内容,2020/5/3,2,一、需求与挑战二、解决方案与关键技术三、知识产权情况与评价四、国内外同类技术先进性对比五、应用推广,需求与挑战,3,超低排放运行中，出现了脱硝出口与烟囱NOx排放浓度偏差大、空预器ABS堵塞、低温省煤器沾污堵塞、电除尘极线沾污等问题。,空预器ABS堵塞,SCR出口和烟囱NOx偏差大,低省沾污堵塞,控制局部氨逃逸峰值，提升机组运行安全性迫在眉睫！,需求与挑战,4,随效率升高，增加催化剂体积的边际收益不断下降减小NH3/NOx摩尔比分布偏差，有限增加催化剂体积,超低改造增加催化剂体积,超低排放催生SCR高性能喷氨混合系统,需求与挑战,5,SCR高性能喷氨混合系统四高,高布氨均匀性支管流量偏差CV、喷嘴流量偏差CV5%高调节灵活性精确匹配SCR入口不均匀流场、NOx浓度场高防堵灰性能避免上方积灰坍塌、AIG支管积灰覆盖堵塞喷嘴高负荷适应性有效应对工况变化对SCR入口NOx分布的影响,需求与挑战,6,难题一,如何提高AIG变工况适应性，应对SCR入口NOx分布变化？,需求与挑战,7,难题二,采用什么混流技术与装置，实现整个宽度方向上的大范围混合？,奥地利ENVIRGY,美国B&WBC,瑞士苏尔寿,丹麦托普索,总体思路,8,思路与方法,2、高均匀性、高调节灵活性AIG设计优化,4、研制高效低阻大范围烟气混流技术装置核心技术,1、高性能AIG+大尺度混流，实现SCR全负荷自适应喷氨,3、研制防堵型AIG喷嘴特色设备,总体思路,9,课题支撑,1、热工院自立科技项目“高性能SCR混流技术的研究”（GU-15-TYK04）,2、大范围烟气混流装置工程验证“华能邯峰电厂1号机组SCR入口烟气混合器设计CFD数值模拟研究”,3、SCR全负荷自适应喷氨技术推广“国电福州发电有限公司1、2号炉SCR脱硝流场测试及优化设计研究”,技术研发，工程验证，成熟推广！,主要内容,2020/5/3,10,一、需求与挑战二、解决方案与关键技术三、知识产权情况与评价四、国内外同类技术先进性对比五、应用推广,解决方案与关键技术,11,高均匀性,流量均匀性：1、最佳“喷嘴直径/喷氨支管直径比”2、最佳“支管直径/母管直径比”,喷氨格栅内流量分配规律,解决方案与关键技术,12,高均匀性,为减小喷氨格栅支管上各喷嘴间的流量偏差，喷嘴与喷氨支管直径比宜0.4,喷氨格栅内流量分配规律,不同直径比下喷嘴流量分配,解决方案与关键技术,13,高均匀性,为减小喷氨格栅支管间的流量偏差，喷氨支管与母管的直径比宜0.2,喷氨格栅内流量分配规律,解决方案与关键技术,14,高灵活性,AIG类型、喷嘴布置,a.格栅型AIG,b.混合型AIG,c.涡流型AIG,解决方案与关键技术,15,高灵活性,AIG类型、喷嘴布置,首层催化剂上游NH3分布,解决方案与关键技术,16,高灵活性,AIG类型、喷嘴布置,均匀喷氨时的混合性能：混合型AIG最优，格栅型AIG稍差，涡流型AIG最差喷氨调节灵活性能：格栅型AIG最优，混合型AIG次之，涡流型AIG最差对于入口烟气流场、NOx浓度场均匀性不佳，脱硝效率较高的SCR脱硝装置，宜采用格栅型AIG,三种AIG在喷氨优化前后首层催化剂上游NH3分布CV值,解决方案与关键技术,17,高灵活性,AIG类型、喷嘴布置,V形布置喷嘴适合早期宽度方向上分区较少的AIG为增加AIG调节灵活性，宜选用竖直布置喷嘴,V形布置喷嘴的平衡喷氨调节灵活性,解决方案与关键技术,18,高防堵性,防堵型AIG喷嘴,宝塔螺旋线喷嘴，无惧上部积灰坍塌长管座，无惧AIG支管背面积灰埋没喷嘴菱形螺旋线断面，防止喷嘴边沿积灰,解决方案与关键技术,19,高适应性,大尺寸混流技术与装置（关键技术）,1、SCR入口扁宽烟道内，全截面10-20m宽烟道两侧的烟气相互掺混，NOx分布相对标准偏差减小40-60%；2、阻力200Pa（流速15m/s）；3、解决了装置阻力随混合范围扩大大幅增加的难题。,无混合器,有混合器,解决方案与关键技术,20,高适应性,华能邯峰电厂1号炉改造后，高负荷下（停运SNCR）A/B侧入口NOx分布相对标准偏差CV值平均降低了51%,大尺寸混流技术与装置（关键技术）,解决方案与关键技术,21,高适应性,华能邯峰电厂1号炉改造后，中负荷下（投运SNCR）A/B侧入口NOx分布CV平均下降了54%,大尺寸混流技术与装置（关键技术）,解决方案与关键技术,22,高适应性,SCR全负荷自适应喷氨技术,1、格栅型AIG+大尺度混流装置，形成SCR全负荷自适应喷氨技术；2、CFD优化设计，高中低负荷下催化剂入口NH3/NOx摩尔比分布相对标准偏差达到2-5%；3、高中低负荷下SCR出口NOx分布相对标准偏差均20%。,201920658822.7,解决方案与关键技术,23,高适应性,SCR全负荷自适应喷氨技术,国电福州电厂2号炉改造后，高中低负荷下SCR出口NOx分布相对标准偏差为819%，变工况适应性良好。,主要内容,2020/5/3,24,一、需求与挑战二、解决方案与关键技术三、知识产权情况与评价四、国内外同类技术先进性对比五、应用推广,知识产权情况与评价,25,专利,依托该技术研究成果，获得实用新型专利1项，另申请发明专利1项（实质性审查），实用新型专利1项。,知识产权情况与评价,26,用户评价意见,改造后，脱硝出口与烟囱处的NOx浓度偏差从改造前的18mg/m3降低到了3mg/m3左右，在常规PID控制逻辑下实现了全负荷脱硝自动喷氨运行。国电科学技术研究院现场性能试验证实，改造后SCR脱硝装置出口NOx浓度分布均匀性大幅提高，局部氨逃逸峰值明显降低，为预防和解决SCR下游设备的ABS沾污堵塞问题创造了有利条件。,知识产权情况与评价,27,中机电鉴定意见,中国电机工程学会鉴定认为：项目针对燃煤电厂SCR入口NOx浓度场、温度场分布不均且变化大的问题，开发了SCR入口大尺度烟气混流技术与装置，实现了短距离内全烟道截面的烟气大范围自混合，解决了AIG变工况适应性问题，具有较高的创新性和工程实用性，项目研究成果达到国际领先水平。,主要内容,2020/5/3,28,一、需求与挑战二、解决方案与关键技术三、知识产权情况与评价四、国内外同类技术先进性对比五、应用推广,同类技术先进性对比,29,优势1：烟道全截面混合，阻力低，掺混效果好，国内外暂无与本装置性能相匹配的技术产品。优势2：在AIG自适应喷氨改造中，成本优势明显，至少比分区自动喷氨节约投资40%以上。优势3：技术成熟可靠，适应性强，不增加维护工作量，不改变SCR自动控制逻辑和运行方式，即可在常规PID控制逻辑下实现全负荷自动喷氨。,主要内容,2020/5/3,30,一、需求与挑战二、解决方案与关键技术三、知识产权情况与评价四、国内外同类技术先进性对比五、应用推广,应用推广,31,推广应用情况,1、提出的SCR入口大尺度烟气混流技术已被电厂和设备厂商广泛认可。2、基于高性能混流技术的SCR脱硝喷氨装置，被列为华能集团公司技术推广应用目录，同时被国电、华润、神华等各发电集团采用。3、SCR入口烟道大尺度混流技术与装置，已完成在6台机组的脱硝装置上