基于氨逃逸浓度场之scr喷氨协调整改控制

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1、基于氨逃逸浓度场之SCR喷氨协调整改控制1绪论1.1课题背景能源是国民经济的重要物质基础，对国家的未来发展具有一定的掌控作用。近年来，我国工业化不断深入，能源的需求量急剧上升。能源消耗的同时，由此产生的环境问题日益严重，维持能源消耗与环境保护协调发展已经成为当前我国持续发展急需解决的问题。我国的能源消费结构中，煤炭作为一种一次能源，长久以来始终占据主导地位，始终占能源消费的70%左右，近两年呈现略微下降趋势，如表1.1所示。未来较长的时期内，我国的能源消费结构不会发生本质性变化，煤炭消耗将始终占据主导地位。与世界能源消费结构相比，我国能源结构较为单一，

2、新兴能源所占比例较低，发展潜力巨大，对比如图1.1所示。煤炭燃烧过程中，二氧化碳等温室气体以及二氧化硫、氮氧化物等污染性气体将不可避免地产生，同时大量的粉尘以及含有微量重金属的污染物质也在此过程中生成。这些污染物将造成酸雨、光化学污染、雾霾等多种现象，对人类健康及环境保护造成巨大危害。由电厂燃煤而导致的污染物排放占各污染物排放总量的比例分别为二氧化硫的40.6%，氮氧化物的46.4%以及粉尘的14.4%(引自2012年中国环境统计年报）。目前，氮氧化物对环境的影响日益严重，氮氧化物的排放控制要求更加严格。NO、NO2、N2O、N2O3和N2O5是氛氧化

3、物的主要组成部分，其中燃煤过程产生的氮氧化物以NO和N02为主，将这两种物质合称为NOx。实际烟气中，NO占NOx总量在95%左右，是烟气中NOx的主要成分。随着社会经济发展进程不断加快，我国NOx排放量的增长也日益提高。由图1.2可以看出，2009年-2011年间，NOx排放量大幅上涨，而2012年开始，通过减排政策的实施，NOx排放呈现减缓上升并出现略微下降的趋势。1.2燃煤锅炉NOx生成机理及影响因素氮氧化物是煤中含氮化合物以及空气中的氮气与燃烧空气中的氧气在高温燃烧过程中反应生成的。它不但与燃烧煤质有关，而且与燃烧方式、炉内温度、过量空气系数、

4、炉内停留时间等参数相关。燃煤锅炉中，煤炭燃烧产生的NOx种类按照其产生机理及方式可以分为热力型NOx、快速型NOx以及燃料型NOx。燃煤锅炉生成的NOx中，NO占95%左右，NCb占5%左右[3]，另有极微量的N2O，故NOx燃烧控制主要取决于NO生成的控制。温度的高低对热力型NOx的生成具有明显的影响。热力型NOx的生成速度和温度之间的关系遵循阿累尼乌斯定律，即随着反应温度的升高，其生成速度呈指数规律迅速增加[6]。当燃烧温度低于i50(rc时，几乎观察不到热力型NOx的生成反应，只有当温度高于150(rc时，NOx的生成才徒然明显起来，温度每升高i

5、O(rc，其生成速率增大6-7倍。影响枚力型NOx的另一个重要因素为氧气浓度，其变化规律大致为当过量空气系数小于1时，热力型NOx生成量随过量空气系数增大而增大，当过量空气系数为1时达到峰值，而当过量空气系数大于1时，热力型NOx生成量随过量空气系数增大而减小。故控制热力型NOx应协调控制炉膛温度峰值以及过量空气系数。..2600M956。锅炉汽水分离器标高71850mm，炉腺宽度为18816mm，炉膛深度17696mm,宽深比为1.06:1。锅炉燃烧系统按配中速磨，冷一次风机，正压直吹式制粉系统设计，配6台HP1003磨煤机，R75=25%(高负荷时

6、5台磨运行，1台备用）。24只低NOx同轴直流式燃烧器(LNCFS)分6层布置在四角，切向燃烧。燃烧器的上部设有SOFA风，以降低炉内NOx的生成量。过热器汽温通过煤水比调节和两级喷水来控制。再热器汽温采用燃烧器摆动调节，再热器进口连接管道上设置事故喷水。2.2SCR脱硝系统概况每台锅炉布置两台SCR反应器，布置在省煤器和空预器之间，其装置简图如图2.1所示（图2.1装置简图所示为SCR脱确装置B侧示意图）。SCR脱确系统喷氨位置烟道的截面尺寸为4.0mX12m，过渡烟道的截面尺寸为4mXCR工况、处理100%烟气量的条件下），SCR入口烟气中NOx浓

7、度为450mg/m3(干基，6%Oz)，氨的逃逸率<3mg/L，SO2/SO3转化率<1，NHj/NOx摩尔比<0.664。还原剂采用液氨，液氨由槽罐车运输。存储于氨罐中的液氛经蒸发器加热后蒸发为气体，经氨气管道输送到SCR区域与空气混合成浓度为<5%(体积比）的混合气体，由喷氧格栅喷入SCR烟道脱确。SCR的控制系统包括NH3_DCS与SCFJDCS系统，两者之间可进行信号交换。为了控制NOx的脱除率，在每台SCR反应器上游和下游的烟道上各装设一套烟气分析仪表，监测项目包括：（1)SCR入口原烟道：NOx、O2、压力、温度；（

8、2)SCR出口净烟道：NOx、压力、温度。以上信号通过硬接线全部进入DCS中进行监视、计算。.