氮氧化物是大氣污染物的主要來源之一,可引發(fā)一系列環(huán)境問題,隨著國家各項環(huán)保政策的出臺,作為氧化物的排放大戶,火電行業(yè)尤其是煤電企業(yè)逐漸對火電機組實施低氮燃燒和煙氣氮氧化物脫除改造。在煙氣氮氧化物脫除技術中,SCR(選擇性催化還原)技術因其脫硝效率高、技術成熟、適用性強等優(yōu)點,成為火電機組普遍采用的脫硝技術方案。在國家能源結構調整、火力發(fā)電為可再生能源發(fā)電“讓路”的背景下,煤電機組參與深度調峰已成為趨勢,而600MW機組作為目前我國煤電主力機組,也會逐漸參與到電力輔助服務市場中,在低負荷工況下運行。但是,部分鍋爐在低負荷下的SCR工作煙溫將不能維持,特別是當負荷降低至40%時,SCR煙氣溫度降至280℃以下,脫硝系統(tǒng)不得不退出運行,而此時,鍋爐NOx產(chǎn)生濃度比額定負荷下還要高。火電機組為實現(xiàn)全負荷運行范圍內,包括深度調峰負荷條件下滿足NOx排放限值要求,有必要在機組低負荷條件下,通過提高SCR入口處煙氣溫度,提高SCR系統(tǒng)的負荷適應性。通過對比各種寬負荷脫硝改造方案,本文選取改造周期短、投資小、適用性強且煙溫提升幅度高的煙道旁路方案作為研究對象�？紤]到數(shù)值計算在工程設計及改造中的模擬實裝效果,節(jié)省性與可行性,但此類工程改造方案的參考資料中又鮮見相關數(shù)值計算案例報道的實際,因此,結合某600MW機組在40%負荷下機組實際運行數(shù)據(jù),采用數(shù)值計算的方法對煙道旁路方案中的高溫煙氣抽取位置、煙氣抽取比例、旁路煙道尺寸及高低溫煙氣混合角度等相關結構尺寸、速度場、溫度場進行模擬計算,并將篩選出的最優(yōu)方案在機組實施實裝改造,通過對比數(shù)值計算與現(xiàn)場改造效果得出以下主要結論:(1)高溫煙氣抽取位置選取在煙溫較高的低溫過熱器入口,可在對主煙道煙氣流動影響較小的前提下,達到預期效果。在低過入口抽取高溫煙氣的比例為40%時,煙氣混合后三層脫硝催化劑表面煙氣溫度分別為324.12℃、324.12℃和324.10℃,平均溫度均大于320℃,符合脫硝催化劑對煙氣溫度的要求,保證機組在低負荷下的脫硝安全性。(2)確定旁路煙道截面尺寸為7000mmX 1200mm。為減小煙氣混合對催化劑表面煙氣速度分布均勻性的影響,煙氣混合點布置在水平煙道漸擴段導流板前,旁路煙道截面長度與水平煙道深度保持一致為1200mm,根據(jù)設計標準及旁路煙氣流量,計算得到截面寬度為7000mm。(3)高溫煙氣入射角度為60°時,高低溫煙氣混合程度較好,此時三層催化劑表面速度相對標準偏差系數(shù)分別為9.7%、4.2%、2.1%,催化劑表面煙氣速度分布均勻性滿足標準要求。同時三層催化劑表面壓力場分布均勻,總體壓力損失為150Pa,滿足標準要求。(4)機組改造后,旁路煙道投入運行時,SCR脫硝系統(tǒng)內溫度場與速度場分布與數(shù)值計算模擬結果符合程度較好,運行效果達到預期。機組進行旁路煙道改造后,在40%BMCR負荷下,實測SCR脫硝系統(tǒng)內煙氣平均溫度為325.9℃,首層催化劑表面煙氣速度相對標準偏差系數(shù)為10.8%,與模擬結果基本吻合,保證了機組在低負荷運行時,脫硝系統(tǒng)的正常工作�？傊�,利用本模擬計算提供的方案與數(shù)據(jù),指導進行工程實際改造后,機組運行效果良好,脫硝系統(tǒng)工作正常。
【學位單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：X773
【部分圖文】：

工作持續(xù)推進，優(yōu)質產(chǎn)能進一步釋放，２０１８年我國火電設備平均利用小時數(shù)實??現(xiàn)小幅增長，但是對比近１０年數(shù)據(jù)，近年來火電設備利用小時數(shù)仍然處于低位，??２０１６年己經(jīng)下降到１９６４年以來的最低值，利用小時數(shù)數(shù)據(jù)如圖１－２所示。同時??以風電和太陽能發(fā)電為代表的清潔能源發(fā)電更加健康發(fā)展，風電與太陽能發(fā)電裝??機量逐年上升，風電利用率為９２．８％，光伏利用率達９７．０％［２］，棄風棄光率穩(wěn)定??在低位，清潔能源消納形勢向好，近年風電、太陽能發(fā)電裝機情況如圖１－３所示。??５５００?５３０５?Ｉ?宏??５０３１?ｆＡ?４９８２?５０２０?Ｕ?：?：?Ｕ４??＾?５０００?？？?＾?Ｚ?Ｊ?＾?４７７８?ｔ?．．６４?斤??４５００?多，—Ｔ１?＾?＾．３．?Ｐ??３５００?Ｈ?ＨＩ?彡彡，ｄＨｌ??２５。°０?睛綱?Ｎ?ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｍ??２０００?＾?Ｖ，?＾７，＾％?／ｙ?Ｊ＝?＾?Ｉ?ｉ?Ｅ??＾?＾?＾?＾?＾?＾?２０１４?年?２０１５?年?２０１６?年?２０１７年?２０１８年??＃?＃?＃?＃＂?＃＇?＃?＃?＃?＃?ｙ?風電?：：光電??圖１－２近十年我國火電利用小時數(shù)變化圖?圖１－３近五年我國風電、太陽能發(fā)電裝機量??清潔能源發(fā)電的持續(xù)快速發(fā)展對傳統(tǒng)火電尤其是煤電產(chǎn)生了較大的沖擊。為??促進清潔能源消納，降低棄風、棄光率，逐步提升清潔能源在我國能源結構中的??占比

工作持續(xù)推進，優(yōu)質產(chǎn)能進一步釋放，２０１８年我國火電設備平均利用小時數(shù)實??現(xiàn)小幅增長，但是對比近１０年數(shù)據(jù)，近年來火電設備利用小時數(shù)仍然處于低位，??２０１６年己經(jīng)下降到１９６４年以來的最低值，利用小時數(shù)數(shù)據(jù)如圖１－２所示。同時??以風電和太陽能發(fā)電為代表的清潔能源發(fā)電更加健康發(fā)展，風電與太陽能發(fā)電裝??機量逐年上升，風電利用率為９２．８％，光伏利用率達９７．０％［２］，棄風棄光率穩(wěn)定??在低位，清潔能源消納形勢向好，近年風電、太陽能發(fā)電裝機情況如圖１－３所示。??５５００?５３０５?Ｉ?宏??５０３１?ｆＡ?４９８２?５０２０?Ｕ?：?：?Ｕ４??＾?５０００?？？?＾?Ｚ?Ｊ?＾?４７７８?ｔ?．．６４?斤??４５００?多，—Ｔ１?＾?＾．３．?Ｐ??３５００?Ｈ?ＨＩ?彡彡，ｄＨｌ??２５。°０?睛綱?Ｎ?ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｍ??２０００?＾?Ｖ，?＾７，＾％?／ｙ?Ｊ＝?＾?Ｉ?ｉ?Ｅ??＾?＾?＾?＾?＾?＾?２０１４?年?２０１５?年?２０１６?年?２０１７年?２０１８年??＃?＃?＃?＃＂?＃＇?＃?＃?＃?＃?ｙ?風電?：：光電??圖１－２近十年我國火電利用小時數(shù)變化圖?圖１－３近五年我國風電、太陽能發(fā)電裝機量??清潔能源發(fā)電的持續(xù)快速發(fā)展對傳統(tǒng)火電尤其是煤電產(chǎn)生了較大的沖擊。為??促進清潔能源消納，降低棄風、棄光率，逐步提升清潔能源在我國能源結構中的??占比

??圖１－４煙氣調溫旁路布置方案（工程圖）?圖１－５尾部煙氣旁路布置示意圖??該方案具有投資成本相對較低、施工周期短、ＳＣＲ入口煙溫提升可達２０－４０°Ｃ??等優(yōu)點，同時煙道旁路方案適用性較強，大部分燃煤機組在尾部煙道及ＳＣＲ脫??硝裝置之間存在足夠的改造空間［２２，２５］。??（２）
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本文編號：2870706