以某9F級燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組余熱鍋爐為原型,進行了選擇性催化還原(SCR)脫硝系統(tǒng)改造設(shè)計研究,根據(jù)脫硝系統(tǒng)所需氨耗量和煙氣參數(shù)設(shè)計了氨水蒸發(fā)系統(tǒng),根據(jù)余熱鍋爐的具體尺寸和實際運行煙溫參數(shù)確定了催化劑的布置位置和參數(shù),并采用數(shù)值模擬方法研究了改造后余熱鍋爐脫硝系統(tǒng)的煙氣流場。結(jié)果表明:對于高位布置的燃氣輪機,在擴口段煙道可不設(shè)置導(dǎo)流板;采用分區(qū)可調(diào)的多組一體式氨注射混合器,能在較短距離內(nèi)加強氨氣和NO_x的混合;項目改造完成后進行了噴氨優(yōu)化調(diào)整試驗,最終脫硝系統(tǒng)出口截面上的NO_x分布相對標準偏差從29.6%降至19.6%,氨逃逸量從3.46mL/L降至2.89mL/L,改善效果明顯。

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【部分圖文】：

圖1燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐結(jié)構(gòu)示意

余熱鍋爐內(nèi)6個模塊的具體組成為：模塊1包括再熱器2和高壓過熱器2，模塊2包括再熱器1和高壓過熱器1，模塊3包括高壓蒸發(fā)器，模塊4包括高壓省煤器2、中壓過熱器/中壓蒸發(fā)器和低壓過熱器2，模塊5包括高壓省煤器/中壓省煤器和低壓過熱器1/低壓蒸發(fā)器，模塊6包括低壓省煤器2（凝結(jié)水加熱器....

圖2氨水蒸發(fā)系統(tǒng)

氨水蒸發(fā)系統(tǒng)如圖2所示。將體積分數(shù)20%的氨水儲存于氨水區(qū)的氨水儲罐內(nèi)，使用時通過立式變頻離心泵供給到余熱鍋爐區(qū)，通過計量模塊中設(shè)置的氨水流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后送入到雙流體霧化噴槍內(nèi)，經(jīng)過壓縮空氣霧化作用后噴入到氨水蒸發(fā)器中。使用高溫稀釋風機將余熱鍋爐內(nèi)的高溫煙氣抽出，送入到氨水蒸發(fā)器....

圖3催化劑模塊支撐框架示意

在燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組脫硝系統(tǒng)中，催化劑入口截面對來流的煙氣流場有如下要求：1）速度分布均方根偏差小于10%;2）煙氣流向與水平方向夾角小于10°；3）氨氮摩爾比均方根偏差小于5%。本文通過數(shù)值模擬的方法研究脫硝系統(tǒng)的煙氣流場，以驗證催化劑入口截面上的煙氣流場是否滿足技術(shù)指標要....

圖4數(shù)值模型示意

數(shù)值模型的網(wǎng)格數(shù)量為730萬，此網(wǎng)格數(shù)量已通過網(wǎng)格無關(guān)性驗證。數(shù)值模型示意如圖4所示。數(shù)值模擬控制方程使用連續(xù)性方程、動量方程和能量方程。利用標準k-ε模型模擬湍流流動，使用多孔介質(zhì)模型模擬煙氣在余熱鍋爐內(nèi)部模塊的流動、放熱以及在催化劑層的流動，使用多組分物質(zhì)輸運模型模擬煙氣中C....

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