电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计优化
脱硝系统控制策略优化与实施
脱硝系统控制策略优化与实施本文主要介绍了某电厂利用曲线拟合技术对脱硝控制系统的阀门做出了流量特性曲线，并对控制策略进行了进一步的优化，提高了控制品质。
标签：阀门流量特性曲线;SCR;曲线拟合;控制策略;积分饱和。
1.引言近年来，随着国家对环境保护日益重视及各种政策陆续出台，各个电厂脱硝项目正在逐步实施。
SCR脱硝法由于其技术成熟脱硝效率较高而成为了火电厂脱硝系统改造的首选。
为了将烟气中的NOX浓度控制在一定的范围内，各个机组都使用了相应的控制策略。
然而所采用的控制策略在实际运行过程中是否合适，能否满足各方面的要求却关系到脱硝的效果。
尤其是在硬件条件都达标的情况下，如果控制策略使用不合理就会成为整个系统的瓶颈，影响整个系统的运行效率。
这时对控制策略做出优化就显得尤为重要。
2.某电厂脱硝系统简介某电厂脱硝系统采用单炉体双SCR结构体布置。
分别设置氨喷射系统、稀释风机、烟道、催化剂吹灰系统等，公用部分主要包括液氨储存和供应系统、事故排放系统、工艺水系统及气源、水源等引接系统、空气吹扫系统。
脱硝装置采用选择性催化还原法（SCR），初期安装2层催化剂，后又扩充至3层。
脱硝剂为纯氨。
3.某电厂脱硝系统控制策略介绍及存在问题3.1某电厂脱硝系统控制策略介绍根据目前国内脱硝系统的运行情况，脱硝氨气流量控制一般采用固定摩尔比控制方式。
该控制方式是基于脱硝效率和催化剂脱硝能力的控制方式，在该控制方式下系统按照固定的氨氮摩尔比及脱硝效率设定值脱除烟气中NOX。
某电厂脱硝系统原设计提供的就是这种控制策略，控制原理框图如图1所示。
控制系统为典型的前馈串级控制系统。
依据脱硝入口烟气NOx浓度和烟气流量的乘积得到NOx的流量，此信号乘上所需NH3/NOx摩尔比就是反应所需NH3的流量。
根据烟气脱硝反应的化学反应式，一摩尔氨和一摩尔NOx进行反应，在调试过程中根据二者实际物质的量进行微调修正。
将经过摩尔比修正后的NH3的物质量折算成质量即可作为整个反应过程中所需氨的质量流量，将这一信号作为前馈信号。
电站燃煤锅炉SCR烟气脱硝喷氨优化控制分析
电站燃煤锅炉 SCR烟气脱硝喷氨优化控制分析摘要:污染是一个全球问题，它会导致温室效应，破坏臭氧层和形成酸雨。
我们国家对的排放做出了严格的限制。
另一方面脱硝所用液氨的价格较贵，给对电厂的经济运行带来了挑战。
锅炉脱硝系统的正常运行对于整个发电厂的环保和经济运行都有着非常重要的影响。
本文通过对发电厂脱硝系统运行中存在的问题进行总结与分析,提出了一些有效的优化调整措施,希望在满足严苛环保要求下保持脱硝系统的经济运行。
关键词:脱硝系统；超净排放；精准喷氨引言为达到国家环保超净排放标准的严格要求(30万千瓦及以上公用燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值的环保指标,即在基准氧含量6%条件下，氮氧化物排放浓度分别不高于50毫克/立方米),华能井冈山电厂一期两台30万千瓦燃煤机组采用选择性催化还原(SCR)工艺烟气脱硝系统,锅炉配置2台SCR反应器,采用纯度为99.6%的液氨做为脱硝系统的反应剂。
SCR反应器布置在省煤器与空预器之间的高含尘区域。
脱硝系统在机组并网运行期间保持连续运行，运行人员既要确保脱硝系统出口浓度在标准要求之内，又要满足脱硝系统节约经济运行的要求。
所以要对机组脱硝喷氨进行优化控制，实现精准喷氨，既满足于严苛的环保要求，又能节约液氨消耗的成本，助力我厂实现绿色节能型电厂的建设。
一SCR脱硝系统简介我厂一期锅炉烟气脱硝装置布置在炉外，呈露天布置，采用高粉尘布置的SCR工艺，即将SCR反应器布置在省煤器之后、空预器和电除尘之前。
脱硝系统布置有三台稀释风机，一台运行，两台备用。
氨气与空气混合后被喷入反应器中，与反应器中的氮氧化物发生反应。
烟气中所含的全部飞灰和均通过催化剂反应器，的去除率可达到80%～85%。
每台锅炉配置两台SCR反应器,采用蜂窝式催化剂,按“2+1”模式布置三层催化剂。
SCR的化学反应机理比较复杂，催化剂选择性主要是指在有的条件下被氧化，而不是被氧化，SCR反应是选择性反应生成，而非其他的含氮氧化物。
300MW机组SCR脱硝系统喷氨优化调整
2020年第38卷第3期300MW 机组SCR 脱硝系统喷氨优化调整王猛，沈建军，涂安琪，吴宇，禾志强（内蒙古电力科学研究院，呼和浩特010020）0引言根据《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》（发改能源[2014]2093号）[1]要求，截至2020年，300MW 及以上燃煤发电机组（暂不含W 型火焰锅炉和循环流化床锅炉）完成超低排放改造，实现在基准氧含量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放质量浓度分别不高于10mg/m 3、35mg/m 3、50mg/m 3。
对此，大量燃煤发电机组已进行了超低排放改造。
目前成熟可靠且应用广泛的脱硝技术是选择性催化还原法（Selective Catalytic Reduction ，SCR ）。
SCR 反应器在设计之初，均会对烟道和反应器内的流场进行优化，但其优化调整比较粗糙，导致反应器出口氮氧化物质量浓度分布不均匀、偏差较大，同时氨逃逸量大。
此外，受锅炉运行参数等多种因素的影响，使SCR 反应器入口氮氧化物质量浓度波动较大、生成物复杂，进而增加了出口氮氧化物质量浓度的控制难度。
氨逃逸量过大会造成空气预热器堵塞和脱硝经济性差等问题[2-3]。
因此，需要对SCR 脱硝系统进行喷氨优化调整，以降低SCR 反应器出口氮氧化物分布不均匀度和氨逃逸量，从而提高脱硝系统运行的经济性、稳定性和安全性[4-8]。
本文以内蒙古地区某300MW 机组为例，通过测量SCR 反应器进、出口流速，氮氧化物质量浓度，以及出口氨逃逸量等参数，对喷氨管道各支管阀门开度进行调节，以达到消除偏差、提高系统脱硝性能的目的。
摘要：对某300MW 机组SCR 脱硝系统进行喷氨优化调整，通过分析SCR 反应器出口烟气流速、氮氧化物质量浓度和氨逃逸量，对各喷氨支管的阀门开度进行调节，调整后A 、B 侧出口氮氧化物质量浓度分布的不均匀度分别降为4.19%和4.83%，平均氨逃逸量降为1.60×10-6和1.29×10-6，脱硝效率提高到88.92%和89.11%，喷氨优化效果良好。
火电厂SCR烟气脱硝系统建模与喷氨量最优控制
火电厂SCR烟气脱硝系统建模与喷氨量最优控制周鑫;吴佳【摘要】Selective catalytic reduction (SCR) method is usually used for flue gas denitration in thermal pow-er plant. Spraying ammonia flow of denitration system can affect the efficiency of flue gas denitration And ex-cess ammonia spraying results in higher rates of ammonia escape which cause secondary pollution of the en-vironment. Reaction mechanism of SCR system is very complex and it has the characteristics of nonlinearity and large inertia. Therefore, it is difficult for the traditional PID control methods to achieve precise control of the amount of ammonia injection. Combining the kernel partial least squares (KPLS) and genetic algorithm (GA), GA-KPLS modeling method is proposed and the SCR system model is established. The simulation re-sults show that the learning and generalization abilities of the model are both better. In order to precisely con-trol the amount of ammonia spraying, model predictive control method is used to calculate the real-time opti-mal amount of ammonia spraying. Experimental results show that compared with traditional PID control this method significantly improves the denitration rate as well as reduces the ammonia escape rate.%SCR(选择性催化还原)是发电厂目前普遍采用的烟气脱硝方法，脱硝系统的喷氨量不仅影响烟气脱硝的效率，过量喷氨也会造成氨逃逸率升高，导致环境的二次污染。
300MW燃煤锅炉烟气SCR脱硝系统流场的数值模拟与优化设计
电 力 科 学 与 技 术 学 报
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ０Ｆ Ｅｌ ＥＣＴＲＩ Ｃ Ｐ ０Ｗ ＥＲ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ ＡＮＤ Ｔ ＥＣＨＮＯＬ ＯＧＹ
Ｖｏ １ ． ２ ８ ＮＯ ． １
Ｍａ ｒ 。 ２ ０ １ ３
３ ０ ０ ＭＷ 燃 煤 锅 炉 烟 气 Ｓ Ｃ Ｒ脱 硝 系统 流场 的 数 值 模 拟 与优 化设 计
摘 要 ： Ｓ Ｃ Ｒ脱硝反应系统 中烟道及其导流板的结构与布置对催化剂进 口截面上 烟气 流场及 氨浓度 场的分布具有
重要影响． 为 优化 某 台 ３ ０ ０ ＭＷ 燃 煤 锅 炉脱 硝 反 应 器 中 的流 场 与 氨 浓度 场 分 布 ， 设计 了 ４ 种导流板方案 ， 运 用 数 值 模
陈冬林 ， 刘 欢 ， 邹 婵 ， 陈 翠玲 ， 盘 思 伟 ， 李 丽 ， 赵 宁。
（ １ ． 长 沙 理 工 大学 能 源 与 动 力 工 程 学 院 ， 湖南 长沙 ４ １ ０ ０ ０ ４ ；２ ． 广东 电 网公 司 电 力科 学研 究 院 ， 广 东 广州 ５ １ ０ ０ ８ ０ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｆ ｌ ｕ ｅ ｇ ａ ｓ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｄ ｂ ａ ｆ ｆ ｌ ｅ ｈ ａ ｖ ｅ ａ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｔ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｎ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｆ ｌ ｕ ｅ ｇ ａ ｓ ｆ ｌ ｏ ｗ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ａ ｎ ｄ Ｎ Ｈ ｏ ｒ ａ Ｓ Ｃ Ｒ ｄ ｅ Ｎ Ｏ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ．Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｏ ｐ — ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｌ ｏ ｗ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ａ ｎ ｄ ＮＨ３ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｌ ｆ Ｐ Ｃ— ｆ ｉ ｒ ｅ ｄ ３ ０ ０ Ｍ Ｗ ｂ ｏ ｉ ｌ ｅ ｒ ， ｆ ｏ ｕ ｒ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｓ ｏ ｆ ｂ ａ ｆ ｆ ｌ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｆ ｌ ｕ ｅ ｇ ａ ｓ ａ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ．Ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｌ ｏ ｗ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ａ ｎ ｄ ＮＨ ３ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｙ ｐ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ｏ ｉ ｌ ｅ ｒ ｌ ｏ ａ ｄ ｓ ｉ ｓ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｌ ｕ ｅ ｇ ａ ｓ ｂ ａ ｆ ｆ ｌ ｅ ｉ ｓ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｄ ．Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ， ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｆ ｆ ｌ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｄ ｅ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｌ ｕ ｅ ｇ ａ ｓ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ＮＨ ３ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｌ ｅ ｔ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｓ ＣＲ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ａ ｒ ｅ ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ — ｌ ｙ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｄ ｅ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ．
燃煤电厂SCR烟气脱硝系统优化流场分析
２１ 试验模型 ．
本试验 台的模 型按实际Ｓ Ｒ Ｃ 反应器 ｌ ２ Ｅ ： ￣例缩小 ，试 １ 喷氨设备 等构成 ，试验系统图如 图３ 所示 。试验模 型主体
采用透 明有机玻璃制作 ，以便于观察流场 。导流板采用
基于前 面的假设 与简化 ，Ｓ Ｒ Ｃ 系统 烟气流场 的控制 验系统 由Ｓ Ｒ Ｃ 反应装置模型 、引风机 、管道及 阀门、模拟 方程通用形式可表示为 ：
ａｔ
２ （ ： ｇａ４ ＋ ｐ ） （ ｒｄ） “ ｖ Ｆ ）＋
灰。
关键 词 ：Ｃ 系统； ＳＲ 数值模 拟； 冷态试验； 流场
中图分 类号 ：７ １ Ｘ ０ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ：０ ６ ５ ７ ２ １ ）０－ ０ ９ ０ １０ － ３ ７（０ ６０ ５－ ４ １
煤燃烧过程 中产生的Ｎ Ｏ是造成大气污染的主要来源 之一 。针对燃煤烟气Ｎ Ｏ 的治理 ，迄今 已开发 出多种Ｎ Ｏ
应 系统 中，烟气 的流动特性 是影响催 化剂 的有效利 用和 拟计算 ，在模型 中加装 导流装置 ，使系统流场得到初步
脱 硝率 的重要 因素 之一『 ４ 、 。实际Ｓ Ｒ 程应用 中 ，一 优 化 。其 中 ，优 化流 场 的部 件包 括 ：１ Ｉ 水平 扩 口 ＣＩ ）Ａ Ｇ
般采用 计算流体动力学 （ ｏ ｕ ｔ ｎｌ ｌｉ Ｄ ｎｍ ｃ ， Ｃ ｍｐ ｔ ｉ ａＦｕ ｙ ａ ｉｓ ａｏ ｄ 处 安装一 组导 流板 ；２）反应器进 口水平 烟道变截 面处
钢板制作 ，采用等压模拟催化剂床层 的阻力 。
scr脱硝技术节能技术措施
scr脱硝技术节能技术措施SCR脱硝技术是一种用于燃煤电厂和工业锅炉等燃烧设备中降低氮氧化物排放的先进技术。
它通过在烟气中注入氨水和催化剂，将氮氧化物转化为氮气和水蒸气，从而达到脱硝的目的。
SCR脱硝技术不仅能有效降低氮氧化物的排放浓度，还具有节能的特点。
SCR脱硝技术的节能技术措施主要包括以下几个方面：1. 充分利用余热：在SCR脱硝过程中，注入的氨水需要提前加热到一定温度才能发挥催化作用。
而烟气中含有大量的余热，通过合理设计脱硝装置，可以利用余热对氨水进行加热，减少外部能源的消耗，从而达到节能的目的。
2. 优化催化剂设计：SCR催化剂是SCR脱硝技术的核心部分，催化剂的性能和设计对脱硝效率和能耗有直接影响。
通过优化催化剂的成分、结构和形状等参数，可以提高催化剂的活性和稳定性，降低脱硝过程中的能耗。
3. 控制氨气的使用量：在SCR脱硝过程中，氨水中的氨气是催化剂发挥作用的关键。
合理控制氨气的使用量，可以减少氨气的浪费和排放，降低能源消耗。
4. 优化脱硝装置的运行参数：SCR脱硝装置的运行参数的优化也是节能的重要措施。
通过合理调整烟气温度、氨水的注入量和催化剂的分布等参数，可以提高脱硝效率，降低能耗。
5. 维护和清洗催化剂：催化剂在使用一段时间后会受到积灰和硫化物等污染物的影响，降低催化剂的活性。
定期对催化剂进行维护和清洗，可以恢复催化剂的活性，提高脱硝效率，减少能源的消耗。
6. 系统运行优化：SCR脱硝技术需要配合其他设备一起运行，如除尘设备、脱硫设备等。
通过对整体系统的运行进行优化，可以降低系统的能耗，提高整体的节能效果。
SCR脱硝技术作为一种先进的脱硝技术，具有较高的脱硝效率和较低的能耗。
通过合理的节能技术措施，可以进一步提高脱硝技术的节能效果，减少能源消耗，降低对环境的影响。
在未来的发展中，我们还应该不断探索和研究，进一步提高SCR脱硝技术的节能效果，为建设清洁、低碳的能源体系做出贡献。
电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计
电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计摘要：随着环境污染日益加重，我国对环境保护的重视度不断增加，并拟定了一系列的法规。
我国的电厂以火电站为主，电厂废气排放是空气环境污染的重要因素，特别是控制氮氧化物的排放是电厂废气治理重要环节。
目前主要的控制手段是通过安装烟气脱硝系统，采用选择性催化还原（SCR）来控制烟气中的氮氧化物的含量，本文主要论述了脱硝系统的设计和各种辅助设备的选型。
关键词：脱硝系统；选择性催化还原；系统设计；0引言随着火电站的发展，所带来环境问题也日益严重，特别是有色雾气的产生，给人们敲响了警钟。
有色雾气产生的主要原因是氮氧化物的超标排放，并与空气发生化学反应所产生的，其中氮氧化物其主要来源是煤炭燃烧。
我国电厂70%是火电厂，是主要的氮氧化物的主要排放点，为规范氮氧化物的排放，现国家出台一系列的氮氧化物控制政策，要求所有火电站必须安装脱硝系统。
根据脱硝阶段划分脱硝技术可以分为两类：燃烧过程控制和燃烧后烟气脱硝，但大部分脱硝系统都是选择燃烧后烟气脱硝。
1 SCR烟气脱硝系统的原理SCR烟气脱硝系统是采用选择性催化剂跟烟气中的氮氧化物发生还原反应，将氮氧化物还原成氮气和水。
其主要由还原剂喷撒系统、还原反应器、排放管道和管理控制系统等组成。
脱硝系统流程如图1所示。
脱硝系统一般紧跟锅炉省煤器出口安装，在进入SCR反应器前，先跟催化剂充分混合，然后在一定的温度下在反应器充分发生化学反应。
反应温度一般控制在280-390℃为宜，在此温度下主要有以下几种还原反应：4NO+4NH 3+O 2→4N 2+6H 2ONO+NO 2+2NH 3→2N 2+3H 2O6NO 2+8NH 3→7N 2+12H 2O脱硝系统的是选用氨气作为还原剂，氨气的供给方式主要有三种分别是液氨、氨水、尿素，三种方式各有优缺点，其有确定对比如表1。
图1 SCR脱硝系统结构流程图2 烟道及旁路的设计烟道是烟气进出脱硝系统的通道，在烟道进出口或弯处通常需要增加导流叶片，辅助烟气流通。
例析SCR脱硝系统AIG喷氨优化调整
例析SCR脱硝系统AIG喷氨优化调整1河源电厂SCR脱硝系统介绍河源电厂一期工程2×600MW超超临界燃煤机组分别于2008年12月和2009年8月投产，同期配置低氮燃烧器、除尘效率为99.67%的双室四电场静电除尘器和脱硫效率为95%的湿法烟气脱硫装置、各种废水处理装置等环保设施，并于2012、2013年完成两台机组取消脱硫旁路和增设SCR脱硝装置的技术改造。
SCR脱硝系统采用高尘布置，工作温度300℃～420℃，工艺系统按入口NOx 浓度450mg/Nm3、处理100%烟气量、脱硝效率不低于80%、最终NOx排放浓度为90mg/Nm3、氨逃逸浓度不大于3μL/L、及SO2/SO3转化率小于1.0%进行设计。
每台锅炉设两个SCR反应器，不设省煤器调温旁路和反应器旁路。
采用蜂窝式催化剂，按“2＋1”模式布置，备用层在最下层。
采用液氨制备脱硝还原剂，两台锅炉脱硝装置共用一个还原剂公用系统。
SCR脱硝系统采用集中控制方式，脱硝反应器区的控制纳入各机组DCS系统，操作员站利用现有机组操作员站，设在机组运行控制室内。
脱硝还原剂储存、制备与供应系统等公用部分的控制作为远程站纳入机组公用DCS系统，氨区就地设置专用的操作员站，就地操作员站具有集控室操作员站的全部功能，且1、2号机组可对还原剂区公用部分进行监视。
SCR脱硝系统采用CFD数值模拟和物理模型试验进行优化设计，将省煤器出口、反应器进口烟道、喷氨格栅、导流叶片、静态混合、整流装置、反应器及空预器入口烟道等作为一个整体，保证脱硝系统各截面的烟气流场分布均匀性。
在消除局部大量积灰的同时，使烟气系统阻力最小，顶层催化剂入口烟气分布满足：速度最大偏差：平均值的±15%温度最大偏差：平均值的±10℃氨氮摩尔比的最大偏差：平均值的±5%烟气入射催化剂角度（与垂直方向的夹角）：±10°2氨喷射系统AIG介绍氨喷射系统AIG是SCR脱硝系统的核心部件，其作用是将喷入烟道内的氨-空气混合气与烟气（NOx）均匀混合，满足催化剂入口设计条件，最终达到脱硝性能要求。
SCR烟气脱硝喷氨自动控制分析及优化
SCR烟气脱硝喷氨自动控制分析及优化摘要：随着我国环境保护法律、法规和标准的日趋严格及执法力度的加大，电厂先后进行了燃烧器低碳改造和脱硝装置加装。
其中，大型电站主要主要烟气脱硝技术为选择性催化还原法(SCR)，通过化学反应降低NOx排放。
本文主要分析了SCR烟气脱硝喷氨自动控制分析及优化策略。
有不对之处，请批评指正。
关键字：SCR；烟气脱硝；自动控制；优化NOx被证明是引起酸雨、诱发光化学烟雾、温室效应及光化学反应主要物质之一。
根据《火电厂大气污染物排放标准》，降低燃煤电站污染物NOx排放浓度限值，提供清洁能源，建设绿色环保电厂已势在必行。
我国目前新建大型火力发电机组大多采用SCR，选择性催化还原法方法，SCR法一般是将氨类等还原剂喷入烟气中，利用催化剂将烟气中的NOx转化为N2和H2O。
为了确保烟气脱硝效率，增强脱硝系统的可靠性、连续性以及经济性，需要配置可靠性较高的自动调节系统。
笔者结合实际经验，探讨了SCR烟气脱硝喷氨自动控制及优化方法。
1 SCR工作原理及流程SCR工艺是在催化剂作用下以液氨为介质，通过化学反应使NOx转化为N2和H2O。
SCR系统一般由液氨存储系统、氨/空气喷射系统及催化反应器系统组。
首先，将液氨槽车内液氨卸入液氨储槽，然后进入氨气蒸发器将液氨加热蒸发成氨气，再经过气液分离器后氨气调压至所需压力进入氨气缓冲罐，送出气化站供后续使用。
氨气进入SCR区后一般分为两路，反应器内烟气浓度等经DCS计算后通过调节阀调节气氨的流量后进入氨/空气混合器使空气和氨气以文丘里管喷射的方式在混合器内进行混合后送至分配总管，由总管通过每个支管的流量调节进入喷氨格栅，继而进入SCR反应器中与NOx进行催化反应。
2 SCR脱硝控制系统特性分析控制系统对象的动态特性取决于结构特性，SCR脱硝控制系统具有其特殊性，从脱硝系统的工艺流程可看到，氨喷射格栅至SCR反应器上游的位置是氨气与烟气的混合区域，虽然已经喷氨，但由于最终过程是一个化学反应，进入反应器催化剂层前，化学反应没有产生，所以调节不会影响到控制对象。
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电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计优化
作者：蒋成军孙元陈坚军
来源：《科学与技术》2014年第05期
【摘要】在电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计优化过程中，优化的质量问题直接影响到整个烟气排放的质量。
本文将就SCR烟气脱硝系统设计优化质量的工艺流程进行探讨并提出相应替代办法。
【关键词】脱硝；SCR；烟气排放
一、前言
SCR烟气脱硝系统是电厂锅炉烟气排放的常用脱硝办法，SCR主要是利用还原与催化剂对烟道内的NOX分解的过程。
目的是保证烟气的排放质量达到正常标准，是整个电厂锅炉排烟的重要环节。
二、质量通病的控制
ＳＣＲ烟气脱硝技术是一种以ＮＨ3为还原剂在催化剂的作用下将烟气中的ＮＯＸ分解成无害的Ｎ2和Ｈ2Ｏ的干法脱硝方法。
选择性催化还原法（SCR）脱硝技术是指在催化剂作用下，在280℃~420℃的温度范围内，还原剂（氨水、尿素等）有选择地将烟气中的NOX还原成为N2和H2O来减少NOX排放的技术，具有技术成熟、效率高、易控制等优势。
在最新标准100mg/m3的排放限值下，目前乃至今后SCR技术仍是国内火电、化工等行业大机组脱硝项目的首选。
SCR脱硝技术的关键在于烟气能与还原剂充分地混合并以合适的速度和角度进入催化剂发生反应，这主要取决于脱硝装置内的流场分布，其中最关键的两个位置分别是喷氨格栅（AIG）上游截面和首层催化剂的上游截面，前者对氨浓度分布起到决定性作用，后者对脱硝性能有着最直接的影响。
变异系数CV为标准差与平均数之比，是反应某数据的离散程度的绝对值，可作为评价SCR脱硝系统CFD流场优化的定量指标。
ＳＣＲ烟气脱硝装置主要分为ＳＣＲ反应器系统和液氨储存及供应系统,反应器一般位于锅炉省煤器后及空预器前。
锅炉烟气进入一个垂直布置的ＳＣＲ反应器里,在反应器里烟气向下流过均流板、催化剂层,随后进入空气预热器、电除尘器、引风机和ＦＧＤ,最后通过烟囱排入大气。
氨喷射格栅放置在ＳＣＲ反应器上游的位置,ＮＨ3是通过氨喷射格栅注入到烟道与烟气混合的,然后进入反应器,通过催化剂层,在催化剂的作用下与ＮＯＸ发生反应,以减少烟气中的ＮＯＸ的浓度。
液氨储存及供应系统包括液氨卸料压缩机、液氨储罐、液氨蒸发器、氨气缓冲罐及氨气稀释槽、废水泵、废水池等,此套系统提供氨气供脱硝反应使用。
液氨的供应由液氨槽车运送,利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入液氨储罐内,储罐输出的液氨在液氨蒸发器内蒸发为氨气,经氨气缓冲罐送达脱硝反应器系统。
三、SCR脱硝烟道的设计
1、进出口烟道的设计
进出口烟道一般由壁厚为6ｍｍ的钢板制成,且有充分的加固和支撑,来防止过度的颤动和振动。
在进、出烟道的转弯处一般设置导流叶片,导流叶片和转弯处应考虑适当的防磨措施。
为了避免连接的设备承受其他作用,要特别注意烟道和钢支架的热膨胀,热膨胀将通过带有内部导向板的膨胀节进行调节。
在该段烟道设计中,可根据ＣＦＤ分析结果确定导流叶片的位置、形状和数量,根据流速和飞灰分布情况确定防磨板设置的位置。
2、旁路设置
由于不同类型的催化剂有不同的最佳工作温度。
通常,典型的氧化钛和氧化钒基催化剂的工作温度范围为340～400℃ ,最佳反应温度约为370℃ ,最低工作温度约为320℃。
ＳＣＲ最低运行温度取决于烟气中ＳＯ3、ＮＨ3的含量及水分等。
ＳＣＲ反应器入口烟气温度较低时易发生硫酸铵盐的沉积,烟气温度较高时会增大ＳＯ2与ＳＯ3的转化率,而且长时间处在450℃以上时会烧结催化剂的活性表面,降低其反应活性。
因此,ＳＣＲ运行期间需严格控制反应器入口的烟气温度,使其维持在最低运行温度以上,并应尽量维持在最佳工作温度范围内,以避免硫酸铵盐的沉积,提高脱硝效率。
四、催化剂和反应器的设计选型
1、催化剂选型
目前SCR催化剂有3种类型,分别为蜂窝式,板式及波纹板式,无论哪种形式其含有的活性物质比例大致如表。
由于催化剂的活性配方和加工工艺、烧制工艺等技术只有少数国外公司掌握,虽然国内也引进技术生产,但绝大部分催化剂还是需要进口,脱硝系统的投资中购买催化剂的成本占很大比例。
2、反应器选型
（一）确定反应器尺寸及体积需要考虑的因素
（1)确定催化剂的层数。
一般设计是按三层催化剂设计,预留安装一层催化剂的位置,可预留最上层或最下层,现在预留最上层的较多,是考虑烟气进入反应器的催化剂层时气流分布更均匀。
(2)确定反应器截面积尺寸。
催化剂组装为模块型,反应器截面能将模块装下并且确保反应器的烟气流速在4～7m /s范围,流速的选取主要取决于催化剂类型、催化剂活性、粉尘浓度、催化剂耐磨性及防堵塞沉积等因素。
（二）反应器气流分布及喷氨装置(格栅或涡流混合器)的设计
这是反应器设计比较主要的环节。
一般要求在反应器第一层催化剂上部截面的平均速度最大标准偏差±15%;氨/氮摩尔比的最大标准偏差±10%;温度的最大偏差±10℃。
一般通过导流板、整流格栅等调整手段来实现。
五、SCR 催化剂的更换方案
SCR 反应塔中的催化剂在运行一段时间后其反应活性会降低, 导致氨逃逸量增大。
SCR 催化剂活性降低主要是由于重金属元素如氧化砷引起的催化剂中毒、飞灰与硫酸铵盐在催化剂表面的沉积引起的催化剂堵塞、飞灰冲刷引起的催化剂磨蚀等 3 方面的原因。
为了使催化剂得到充分合理利用, 一般根据设计脱硝效率在 SCR 反应塔中布置 2～4 层催化剂。
工程设计中通常在反应塔底部或顶部预留 1～2 层备用层空间, 即 2+1 或 3+1 方案。
采用SCR 反应塔预留备用层方案可延长催化剂更换周期, 一般节省高达 25%的需要更换的催化剂体积用量, 但缺点是烟道阻力损失有所增大。
SCR 反应塔一般初次安装 2～3 层催化剂, 当催化剂运行 2～3 a 后, 其反应活性将降低到新催化剂的 80%左右, 氨逃逸也相应增大, 这时需要在备用层空间添加一层新的催化剂; 在运行6～7 a 后开始更换初次安装的第 1 层; 运行约 10 a 后才开始更换初次安装的第 2 层催化剂。
更换下来废弃催化剂一般可进行再生处理、回收再利用或作为垃圾堆存填埋。
一般对催化剂进行再生处理后得到的催化剂的脱硝效果和使用寿命接近于新催化剂, 再生处理费用约为新催化剂的40%～50%。
六、结束语
综上所述，在整个电厂锅炉SCR烟气脱硝工艺的编制过程中，要重视SCR脱硝工艺中的每一个环节，预防脱硝不彻底，保证烟气排放质量达到国家规范，使整个SCR烟气脱硝的质量得到保证。
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