燃气轮机烟气SCR脱硝系统优化设计与工程应用
2021-07-03黄友华马善为刘吉武正华
黄友华,马善为,刘吉,武正华*
(1.龙净科杰环保技术(上海)有限公司,上海市 闵行区 201106;2.生物质发电成套设备国家工程实验室(华北电力大学),北京市 昌平区 102206)
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随着国家对氮氧化物(NOx)排放量控制日益严格,相对燃煤机组环保的燃气轮机机组NOx排放也开始受到普遍关注[1]。与燃煤机组类似,目前燃气轮机机组也主流采用选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝技术以降低NOx排放[2-5]。该技术主要通过向烟气中通入氨(NH3),使其在催化剂作用下与烟气中的NOx以及氧(O2)反应生成无污染的氮(N2)和水(H2O),从而实现降低NOx排放的目的。
在SCR脱硝系统中,脱硝效果的好坏受诸多因素的影响,如催化剂[6-7]、喷氨系统[8]、烟气工况及流场分布[9]等。为此,研究者们开展了大量的研究工作,开发了如流场优化[10]、喷氨装置优化[11-12]、控制系统优化[13-14]等技术。然而这些技术多数都是基于燃煤电厂SCR脱硝系统而开发,无法用于指导燃气轮机SCR脱硝系统的优化。由于燃气轮机机组余热锅炉结构的特殊性,NOx浓度场及速度场的不均匀性比燃煤电厂烟气脱硝更加严重。因此,在燃气轮机尾气SCR脱硝系统中,喷氨格栅及导流板的布置就显得尤为重要。为此,董陈等[15]利用数值模拟计算提出了一种E级燃气轮机余热锅炉SCR脱硝系统烟气流场的优化方法,有效改善了系统脱硝效果。然而,由于燃气轮机的种类很多,此方法很难直接用于其他类型燃气机组余热锅炉脱硝系统的优化改造。
基于此,本文以东莞某电厂F级燃气机组卧式布置余热锅炉脱硝系统的优化改造为例,通过数值模拟计算、小试模型实验和工程实践对相应的脱硝系统进行优化改造,为类似燃气机组余热锅炉脱硝系统优化改造提供参考。……
