燃煤电站SCR系统AIG喷氨调整优化效果分析

近年来国家颁布了更加严苛的大气污染排放标准,对此SCR技术已成为主流的烟气脱硝技术,然而SCR系统在实际运行中容易产生较大的氨逃逸,从而导致一系列的运行问题。本文从SCR系统的机理出发,提出了通过喷氨优化调整降低系统氨逃逸的运行调整方式,投运效果良好。     

基于氨逃逸的SCR系统喷氨优化设计

随着经济不断发展,国家对环境的保护政策要求逐年提高,有些省市甚至把氨逃逸浓度作为考核条款,因此对脱硝系统进行优化调整越发重要。选择性催化还原法(SCR)的烟气脱硝技术具有高脱硝率、低氨气逃逸率的特点,已成为应用最广的技术。该文根据SCR的脱硝反应原理,分析出影响脱硝的因素,为脱硝反应器内喷氨的优化调整提供对策,从而有效地减少氨气的逃逸率。     

基于CFD示踪模拟的SCR系统喷氨优化调整研究

该文以某660 MW超超临界燃煤电站SCR系统为研究对象,对24路喷氨支管子单元划分为A、B、C、D4组,分别以SO2、CH4、NH3、SO3为示踪气体研究喷射入口与系统出口的对应关系。研究表明,喷射入口与系统出口截面总体上具有良好的对应性,靠近反应器中心线的位置两者对应关系较好,靠近烟道壁面位置两者对应关系相对较差,这与烟道的结构型式有着较大关联。基于喷射入口与系统出口的映射关系可以有效地指导喷氨支管阀门的针对性调整,有利于超低排放形势下机组的高效运行。     

燃煤电站锅炉氨燃烧研究进展及展望

针对电站锅炉中的氨燃烧应用,首先介绍氨的基本物理化学性质、纯氨燃烧及氨与气/液体燃料混合燃烧的基础研究;然后针对新兴的燃煤电站锅炉掺氨燃烧技术,分别从氨-煤混合燃烧的燃烧与火焰传播特性、火焰形态及辐射特性、NO_x生成与排放特性等介绍当前研究进展;最后对电站锅炉氨燃烧的未来研究方向进行了分析和展望．氨-煤混燃可大幅降低电站锅炉碳排放,而对炉内温度特性无显著改变,虽然燃料氮的增加带来NO_x排放风险,但可以通过燃烧分级、燃烧组织等方式有效调控,因此氨-煤混燃是一种可行的减碳路径．以氨作为可再生能源的载体,实现热力、电力、动力等不同应用领域中的碳减排,并缓解或解决对有限化石能源的依赖,具有巨大的发展潜力和前景．     

燃煤电站SCR系统气固流动与催化剂磨损的混合数值模拟与优化

以某660 MW燃煤锅炉SCR脱硝系统为对象,建立了电站实际烟气环境下的催化剂磨损评估模型.首先,利用计算流体力学软件(CFD)搭建SCR反应器模型,计算反应器内气流分布及飞灰颗粒轨迹.在此基础上,采用MATLAB软件构建催化剂床层内部详细结构,并以CFD模型计算的流场及灰场为边界条件,计算空间不同区域催化剂的磨损速率.模拟结果与冷态试验及磨损抽检试验结果吻合良好.结果表明,催化剂的磨损与入口流场均呈现双峰分布,割除整流器上方三角筋能使催化剂入口速度标准偏差从23. 2%下降至10. 2%,使磨损双峰大幅降低;改造转角烟道导流板能降低贴墙气流的速度,提高颗粒分散度,使催化剂入口飞灰浓度的标准偏差从63. 4%降至55. 6%,消除了前墙附近催化剂磨损过重的现象.     

非均匀入口条件下SCR脱硝系统精准喷氨策略

采用数值计算的方法,根据全尺度数值模拟计算结果和实际测量数据获得符合工程实际情况的SCR非均匀入口边界条件,模拟了整个SCR系统的烟气流动过程.根据喷氨格栅处速度场和浓度场获取NO通量,以此为基准精确分配各喷管喷氨量.研究了不同喷口布置的氨气与NO的对流扩散混合特性,分析了喷氨格栅中喷口密度N、开孔率φ、喷口角度α三个结构参数对SCR反应器内氨氮混合质量、氨氮比分布均匀性的影响.结果表明:增大喷口密度N可以有效地优化氨氮混合效果.当N15.34个/m~2时,增加N对氨氮混合效果的影响不再显著;混合指数β随着喷口开孔率φ的增大会出现先减小后增大的趋势;改变喷口角度α可以改善氨氮混合效果,喷口垂直布置时氨氮混合效果最佳.     

燃煤电站SCR催化剂失活机理及其寿命管理的研究综述

催化剂是燃煤电站SCR系统实现氮氧化物气体污染物(NOx)有效脱除的核心部分,而燃煤电站SCR脱硝系统运行过程中普遍存在催化剂失活、使用寿命较短的运行问题。该文从物理失活和中毒失活两个角度介绍了SCR脱硝催化剂的失活机理,总结了催化剂失活方程,进而提出应根据失活方程合理管理催化剂寿命,制定合理的催化剂更换策略。     

大型燃煤锅炉SNCR/SCR混合脱硝数值模拟及工程验证

为了提高选择性非催化还原/选择性催化还原(SNCR/SCR)混合脱硝中的还原剂在锅炉尾部烟道内的分布均匀性,基于FLUENT平台,对300 MW燃煤机组SNCR/SCR混合脱硝系统进行了数值模拟,重点分析转向室补氨喷射位置、混合器结构对烟气中氨氮组分混合的影响,计算结果与试验测量数据吻合很好.结果表明:SNCR反应后,转向室出口还原剂分布极不均匀;转向室侧墙补氨喷枪越靠近转向角位置,越有利于提升烟道内还原剂的平均分布;SCR反应器入口烟道设置新型复合X型混合器,进一步强化NH3与烟气的均匀混合,反应器首层催化剂入口截面还原剂浓度分布偏差从22%降低至7.4%;将优化的补氨喷射位置与混合器结构应用于现场锅炉,SNCR和SCR脱硝效率分别达到了35%和78.4%,SNCR/SCR联合脱硝效率达85.96%,脱硝效果良好.     

减压阀内部流场数值研究及试验验证

文章主要采用数值研究的方法对减压阀的内部流动做了分析,并且通过试验对数值结果进行验证。通过试验的方法得到阀芯附近的流速,通过数值计算得到减压阀内流场流速分布状况,并计算得到监测点处的流速,对比发现数值研究结果略大于试验结果,主要原因是数值计算时忽略了减压阀表面的粗糙度,所以出现误差是合理的。     

电站厂用电系统的优化

抚顺发电有限责任公司运行机组关停后,用于生产的相应辅助设备停止运行,厂用电由电网受电,且仅限于部分应急设备运行,及维持生活用电,用电负荷很小,使得变压器损耗增大,经济性大大下降,而且影响安全运行。为节能降耗,节约能源、节约社会对厂用电系统进行优化改造。     

基于非均匀入口条件的SCR氨喷射方法

为了提高选择性催化还原(SCR)脱硝系统烟气流场和还原剂浓度在反应器内分布的均匀性,以300MW四角切圆燃煤锅炉SCR系统为原型,基于更符合SCR工程实际的非均匀入口边界条件,采用数值模拟计算方法,分析不同氨喷射方法时还原剂的分布特性和标准偏差.结果表明:SCR入口NO通量偏差大,最大值为46.7%;弯道C布置4块导流板时,E-E截面速度偏差系数从18.13%降低到13.61%;SCR入口采用涡流板均匀喷氨时,E-E截面氨氮比标准偏差系数Ch为17.52%,调整为非均匀喷氨时,Ch为15.56%,不均匀性效果改善不明显;SCR入口采用喷氨格栅多喷嘴设置,且实行分区非均匀喷氨控制方法时,E-E截面的Ch降低至4.72%,对流场速度均匀性分布几乎没有影响,说明该方法是SCR系统还原剂有效控制方法.     

基于国Ⅵ标准柴油机SCR系统性能试验研究分析

文章为了研究选择性催化还原(selective catalytic reduction, SCR)系统性能,搭建柴油机后处理试验台架,在柴油机氧化催化器(diesel oxidation catalyst, DOC)+柴油颗粒捕集器(diesel particulate filter, DPF)+SCR+氨氧化催化器(ammonia slip catalyst, ASC)后处理技术路线下进行试验。通过对后处理系统排气背压、温度损失和NO_x传感器偏差测试确定搭建的后处理系统的可行性;研究在不同废气流量、不同温度下NH₃存储量与NO_x转化效率之间的关系以及不同混合器对NO_x转化效率的影响。结果表明：NO_x的转化效率随着NH₃存储量增大而逐渐变大,但该关系又受温度和废气流量的影响;当SCR上游温度在400℃以下时,NO_x转化效率随着温度的上升逐渐增加,在400℃以上时,转化效率逐渐减小;NO_x的转化效率随着废气流量增大...     

基于气动弹性载荷的电动飞机复合材料机翼结构优化及试验验证

基于柔度法静气弹分析方法,对电动飞机复合材料机翼考虑气动弹性载荷的结构优化方法进行研究。以考虑翼型弯度的涡格法计算机翼气动载荷,并与计算流体力学(CFD)计算结果进行对比,验证其准确性。使用遗传算法对机翼结构进行铺层优化,以铺层度及铺层角度百分比为优化变量,结构质量最低为优化目标,强度及复合材料工艺性作为设计约束,对机翼结构进行优化,计算强度时考虑气动弹性载荷。最后通过静力试验验证仿真结果的准确性。研究表明直机翼考虑气动弹性载荷后翼根弯矩、剪力及扭矩均有增加,基于该优化方法可设计合适的机翼结构刚度,在满足强度设计要求同时能达到减重目的。     

基于AVLBOOST的船舶柴油机SCR催化剂储氨特性仿真

为研究SCR催化剂的储氨特性,基于AVL BOOST软件建立某型船舶柴油机SCR催化剂模型,仿真研究不同温度和空速下的SCR催化剂储氨动态过程与储氨量,以及储氨量对转化效率的影响.结果表明:相同空速下,温度增大后催化剂储氨能力显著降低,氨存储时间以及饱和储氨量随温度升高呈线性减小的趋势;相同温度下,空速增大后加快了NH3泄漏,从而使氨存储时间和饱和储氨量有不同程度的降低.低温时(280℃以下),空速对饱和储氨量的影响较大,随着空速增大,饱和储氨量逐渐减小;较高温度时(280℃以上),空速对饱和储氨量的影响非常小.低温时,转化效率随储氨量增大而提高,随着温度的升高,储氨量对转化效率的影响逐渐减小.     

机床温度测点优化方法研究及试验验证

针对机床热误差补偿技术中的关键温度测点选取问题,提出了一种温度测点优化新方法.首先采用简单相关分析,剔除掉与热误差明显不相关的测点.然后对初步筛选出的测点进行模糊聚类分析,以消除温度变量间的复共线性问题,同时进行灰色综合关联度分析,判断各测点与热误差间的紧密程度.根据分析结果,建立多个不同测点的热误差模型,对模型进行基于统计学理论的分析,确定出关键温度变量,将温度测点由20个减少至4个.根据优化结果,重新建立多元线性回归模型.误差预测结果表明,主轴Z向最大热误差从17.903μm减小到1.850μm.     

满足国六标准的柴油机SCR系统仿真及试验研究

为了研究国六柴油机尿素选择性催化还原(urea selective catalytic reduction,Urea-SCR)系统催化器转化效率的影响因素,文章运用AVL BOOST仿真软件对催化器内的化学反应过程进行了数值仿真和试验验证。结果表明:建立的仿真计算模型能很好地模拟SCR系统的催化反应过程;温度是影响SCR催化器NO_x转化效率最主要的因素,SCR催化器最佳反应温度范围为180～500℃,催化器转化效率达95%以上,不同O₂质量分数对NO_x转化效率有一定的影响,且变化程度随着O₂质量分数的变化而有所不同;在排气中适当增加NO_x中NO₂的质量占比,可以提高催化器转化效率且使NO_x转化效率均能保持在较高水平,但NO₂质量所占比例要控制在50%以内。     

基于载荷设计的电动飞机复合材料机翼结构优化方法及试验验证

基于柔度法静气弹分析方法,对电动飞机复合材料机翼考虑气动弹性载荷的结构优化方法进行研究。以考虑翼型弯度的涡格法计算机翼气动载荷,并与CFD计算结果进行对比,验证其准确性。使用遗传算法对机翼结构进行铺层优化,以铺层度及铺层角度百分比为优化变量,结构重量最低为优化目标,强度及复合材料工艺性作为设计约束,对机翼结构进行优化,计算强度时考虑气动弹性载荷。最后通过静力试验验证仿真结果的准确性。研究表明直机翼考虑气动弹性载荷后翼根弯矩、剪力及扭矩均有增加,基于该优化方法可设计合适的机翼结构刚度,在满足强度设计要求同时能达到减重目的。     

基于Fluent胶粒储罐流场分析及结构优化

为提高胶粒储罐的使用寿命和搅拌效果,采用Fluent仿真软件模拟罐内流场情况,分析挡板对储液流动的影响,并对挡板结构进行优化.仿真结果表明,优化后挡板最大压力降低58%,其承受压力、抵挡应变、增加稳定性的能力符合生产要求,对抑制自由液面的波动也起到良好作用;间隙的存在一定程度上可以改善挡板反面死区的流场环境;贴板、肋板的存在使挡板更加稳定,有效避免了因挡板形变导致与罐体连接处焊缝产生撕裂的现象;储罐压力下沉、搅拌回漩下沉至6 000 mm处,可以使介质充分混合.     

氨合成系统中水冷器的优化

阐述了氨合成系统的工作原理,对氨合成系统中套管式水冷器和U型管式水冷器的性能进行了综合比较,以期为水冷器选择提供参考.     

基于CFD的拖网渔船阻力计算及试验验证

拖网渔船在海洋渔船中占有很大份额,具有多工况、船型复杂的特点,是渔船节能专向研究的重点对象.文中将CFD技术应用于该船型的阻力计算,考虑自由水面效应,计算出相应航速下的阻力值,与模型试验结果吻合度较高,可以在进一步深入研究其影响因素的前提下部分取代模型试验的效果.