摘要：通过检修过程对烟道的检查和对脱硝出口各氮氧化物测点的跟踪、通过数学建模的方式对烟道的流场进行了模拟，发现造成喷氨均流板磨损、空预器堵塞加剧、引风机电耗升高，耗氨量升高的原因与脱硝烟道内烟气流场分布不均及氨量分布不均是造成上述现象的一个原因，根据上述分析对脱硝烟道进行了流场优化和喷氨量的优化，以期达到减少喷氨均流板磨损、空预器堵塞、降低耗氨量的目的。
关键词：脱硝烟道流场优化，喷氨优化
1.概况
某厂脱硝设计采用选择性催化还原法(SCR)脱硝装置。布置在省煤器后、空预器前烟道，设计进口烟气中NOX的含量不大于550mg/Nm3(6%氧量折标)时，保证脱硝装置出口烟气中的NOX含量不大于135mg/Nm3(6%氧量折标)。脱硝催化剂安装2层，备用1层，每台机组催化剂为350m3，脱硝装置在性能考核试验时(附加层催化剂不投运)的氨的逃逸率不大于3ppm，SO2/SO3转化率1%;锅炉BMCR(最大出力1100吨/小时)工况氨消耗量平均值不大于190kg/h.脱硝系统停止喷氨的最低烟温为295℃，脱硝设计效率不低于75.5%。实际运行中在锅炉BMCR工况下脱硝入口NOX的含量大于500-750mg/Nm3(6%氧量折标)，出口NOX含量控制在100mg/Nm3(6%氧量折标)以下。脱硝效率达到80%以上，氨消耗量平均值接近195kg/h，已超出了设计运行范围，直接后果是造成喷氨均流板磨损、空预器堵塞加剧、引风机电耗升高，耗氨量升高，通过检修后对烟道的检查和对脱硝出口各氮氧化物测点的跟踪、通过数学建模的方式对烟道的流场进行了模拟，发现造成喷氨均流板磨损、空预器堵塞加剧、引风机电耗升高，耗氨量升高的原因与脱硝烟道内烟气流场分布不均及氨量分布不均是造成上述现象的一个原因，2015年根据上述分析对脱硝烟道进行了流场优化和喷氨量的优化，以期达到减少喷氨均流板磨损、空预器堵塞、降低耗氨量的目的。
2.改造前造成设备磨损、加剧空预器堵塞、流场分布情况分析。
2.1改造前设备磨损情况(以#2炉为例)
#2机组停运后对脱硝入口烟道导流板及喷氨均流板进行检查，发现在A、B烟道内测均出现了严重的磨损。磨损严重的位置均在烟道内测，说明在烟道内侧烟气流速较快。
2.2对脱硝出口氮氧化物测量数据的跟踪
在对脱硝仪表装置进行定期维护时发现在喷氨喷嘴同样开度下脱硝烟道出口各氮氧化物出口存在明显的偏差,烟道内侧远高于烟道外侧，说明在烟道内侧烟气量较大，喷氨量明显不足，在烟道外侧烟气量较少，喷氨量明显过剩，造成氨逃逸增多，加剧了空预器堵塞。详见以下数据：
2.3对脱硝入口烟道(省煤器出口烟道)进行模拟网格计算：
发现脱硝出口氮氧化物分布严重不均后进行了脱硝入口烟道烟气流量模拟计算，采用脱硝装置各烟道结构的实际尺寸进行数学建模发现由于入口挡板偏向角度过大，导致大角度转向挡板背面流体区域易形成低速区，易造成脱硝入口(整流格栅进口Z=15.131m)截面的X方向出现较大偏差，从而影响脱硝入口截面速度分布的均匀性。
3.采取的改造措施和喷氨量的适度调整。
3.1脱硝装置进口烟道(省煤器出口)的渐扩位置挡板调整
通过数学建模计算发现由于3与4号挡板在入口处的转向角过大，造成挡板背部后续区域形成较大的低速区。通过反复调整入口挡板的转向，调整内部编号为1、2、3、4挡板的转向角度与布置间距，为了将烟气流向分配的更为合理，增加编号5、6、7的挡板，以进一步均化二次转向前的截面的速度分布。挡板的安装位置由下图可以得到。
3.2脱硝催化剂入口整流格栅前转向部分调整
将图1中脱硝催化剂入口转向烟道转向体部分(编号为1与2)整体垂直向上提高1.5m左右，相应地转向体部分1中的圆弧挡板半径由原来的900mm调整到1100mm，且在垂直流向通道内均分布置。转向体2入口导流挡板由原来三等分调整为四等分，其挡板尺寸相应也进行调整。
3.3根据备用催化剂层上方截面速度计算分布图及以前数据对脱硝各喷氨喷嘴进行适当调整，适当减小烟道外侧喷氨量，增加内侧喷氨量。以#1炉为例：将脱硝A侧烟道全部14个喷氨手动调节门，西向东1-6手动动调门由全开位关至50%;7-9由全开关至70%;10-14维持全开;将B侧全部14个喷氨手动调节门，东向西1-6手动动调门由全开位关至50%;7-9由全开关至70%;10-14维持全开;同时脱硝稀释风量保持不变。
4.通过改造、及喷氨流量调整后的效果(以#1炉为例)
通过上表可看出改造及调整后脱硝出口各测点氮氧化物偏差明显减小，说明脱硝烟道内烟气流场得到了很大改善，局部氨量过少和过剩现象得到了有效的遏制，同时机组耗氨量也有了一定的减少。
5.结论：
通过对脱硝烟道流场的良好分配及喷氨量的调整，可有效避免脱硝烟道内流场分布不均、局部氨量过剩或较少的现象，可有效提高脱硝效率，降低氨气耗量;延缓空预器堵塞，达到降低引风机电耗的目的。
原标题：脱硝烟道流场及喷氨量优化的探讨
