【技术汇】燃用高沾污性煤质锅炉SCR脱硝流场优化

大气网讯:某2×300MW机组选择性催化还原（SCR）烟气脱硝装置，自2013年运行以来，一直存在喷氨格栅、水平烟道和导流板等位置积灰严重，氨逃逸量明显超标，空气预热器差压高等问题。通过计算流体动力学（CFD）流场校核分析产生问题的原因，最终确定优化方案为：更换防积灰能力强、混合特性好的花瓣型喷氨格栅，优化导流板布置，并加大导流板和烟道壁面处流速以减轻积灰。优化后，喷氨格栅分区可调性能明显好转，SCR脱硝装置出口NOx质量浓度分布更为均匀，氨逃逸量显著降低，运行8个月后停炉检修时发现喷氨格栅、烟道和导流板异常堵灰的情况得到了根本解决。

［关键词］高沾污性煤质；超低排放；SCR；脱硝装置；流场优化；喷氨格栅；导流板；堵灰

选择性催化还原（SCR）技术是目前燃煤电厂烟气脱硝中应用最广、成熟度最高的技术。在国家火电行业全面执行超低排放限制的背景下，SCR技术将日益受到关注。流场技术是SCR脱硝工艺的关键技术之一，对超低排放标准的实施尤为关键。均匀、强健的流场，为NOx与还原剂在催化剂表面发生氧化还原反应创造必要的条件。对脱硝流场进行计算流体动力学（CFD）流场模拟与模型试验的目的是得到烟道、导流板、氨喷射系统、整流格栅等烟道内装置的最优设计，以取得较好的烟气流动分布，并使得脱硝系统阻力保持最低，且各类结构不出现异常堵灰。

国内SCR脱硝装置运行过程中，普遍存在积灰、磨损、氨逃逸量高等问题，本文以某燃用高黏结性灰分煤质机组SCR脱硝装置的流场优化为例，详细分析了问题原因，并制定了优化方案。

1研究对象

1.1机组概况

研究对象为某2×300MW机组SCR脱硝装置。该机组锅炉为哈尔滨锅炉厂设计制造的HG-1025/17.5-YM11型亚临界压力一次中间再热自然循环汽包炉，于2007年投入商业运行。SCR脱硝装置自2013年运行以来，一直存在喷氨格栅、水平烟道和导流板等位置堵灰，氨逃逸量明显超标，空气预热器压差高等问题。

1.2设计条件

锅炉设计燃用神华集团煤矿烟煤，并掺烧部分地方煤矿烟煤，设计煤种为易结渣煤种。设计煤种煤质分析见表1，SCR脱硝装置入口烟气参数见表2，飞灰成分分析见表3.

表1设计煤种煤质分析

飞灰平均粒径为40.34μm，中位径为14.06μm，峰值11.29μm；粒径小于3.50μm的颗粒含量约占25%，小于54.70μm的颗粒占75%，小于125.7μm的颗粒占90%。飞灰粒度较细。

表2SCR脱硝装置入口烟气参数

表3飞灰成分分析 w/%