SCR法烟气脱硝系统在300MW机组的应用与优化

摘要

随着雾霾的日益严重，人们的环保意识逐年增加，环境保护和治理的投入也跟着稳步提高，由于这些年社会用电量的激增，发电量也逐年递增，火力发电厂发电过程中会放出大量的粉尘和有害气体，2009年火力发电厂NOx排放达到860万吨，预计到2020年排放量将超过2600万吨，因此，研究氮氧化物NOx的生成机理、寻找控制NOx污染物的方法和手段，大幅减少燃煤电厂NOx排放，对人民生活、环境保护以及国民经济来说都是十分必要和重要的。
　　选择性催化还原技术(SCR法)是一种被广泛用于火力发电厂烟气脱硝的技术，SCR法烟气脱硝技术占地面积小，技术成熟，容易操作，控制效果显著，已成为我国燃煤电厂控制NOx污染的主要手段之一。
　　本文首先介绍了火电厂脱硝改造的背景、意义以及目前国内、外氮氧化物治理的进度;其次，重点介绍了SCR法烟气脱硝的主要反应原理;接着，本文以已经投入脱硝系统的华能太仓电厂为实例，结合实际情况对脱硝系统工艺流程进行讲解，详细介绍了SCR烟气脱硝系统的组成;然后，深入探讨了传统脱硝控制方案的优点与缺点，总结传统脱硝控制策略在实际应用中出现的一些问题，为了进一步满足脱硝系统的安全、高效运行，并节省喷氨量，华能太仓电厂1号机组对原有控制方案进行了升级，采用基于预测控制、神经网络学习技术及自适应控制技术的先进方案，升级后的性能试验表明，1号机组的脱硝效率得到了明显的提升，烟囱入口NOx浓度降至90mg/Nm3以下，较好地满足了环保指标要求和烟气脱硝自动化控制要求，该优化控制方案对其他电厂脱硝控制具有一定的借鉴意义。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．1．1 氮氧化物的定义

1．1．2 氮氧化物的来源

1．1．3 氮氧化物的危害

1．1．4 氮氧化物排放标准

1．1．5 氮氧化物排放现状

1．2 氮氧化物控制技术分类

1．2．1 低NOx燃烧技术

1．2．2 整体煤气化联合循环洁净煤发电技术

1．2．3 选择性催化还原技术(SCR)

1．2．4 选择性非催化还原反应(SNCR)

1．2．5 固体吸附／再生技术

1．2．6 高能辐射化学技术

1．3 氮氧化物减排思路

1．4 氮氧化物减排展望

1．5 课题研究内容及主要工作

第二章 SCR法烟气脱硝原理及工艺流程

2．1 国内外SCR法烟气脱硝研究现状

2．1．1 国外SCR法烟气脱硝研究现状

2．1．2 国内SCR法烟气脱硝研究现状

2．2 SCR法烟气脱硝原理介绍

2．3 SCR法烟气脱硝效率影响因素

2．3．1 反应温度对NOx脱除率影响

2．3．2 氨氮摩尔比对NOx脱除率的影响

2．3．3 接触时间对NOx脱除率的影响

2．3．4 催化剂中V2O5含量对脱除率的影响

2．4 华能太仓电厂SCR脱硝工艺流程

2．4．1 氨储存及供应系统

2．4．2 氨稀释喷射系统

2．4．3 SCR催化剂选型

2．4．4 吹灰和输灰系统

2．4．5 脱硝烟气采集系统

2．5 本章小结

第三章 烟气脱硝控制方案优化

3．1 固定摩尔比控制

3．2 SCR出口NOx定值控制

3．3 传统脱硝控制方案的局限性

3．4 先进SCR脱硝控制方案“INFIT'’系统的应用

3．4．1 “INFIT”控制系统安装

3．4．2 “INFIT”脱硝控制方案介绍

3．4．3 控制目标采用烟囱入口NOx浓度

3．4．4 采用RBF神经网络算法

3．4．5 预测控制技术构建整个控制策略

3．4．6 增加变负荷下的节氨算法

3．4．7 实时校正和补偿运行工况

3．4．8 在线评估测量参数，实时调整控制权重

3．5 脱硝优化预期达到的目标

3．6 本章小结

第四章 SCR控制方案优化后性能试验

4．1 试验设备概述

4．2 性能试验目的

4．3 性能试验标准

4．4 性能试验仪器

4．5 性能试验内容

4．5．1 性能试验工况

4．5．2 性能试验测点位置

4．6 性能试验方法

4．6．1 NOx与O2浓度测量

4．6．2 氨逃逸测量

4．6．3 参数计算公式

4．6．4 其他参数采集

4．7 性能试验分析

4．7．1 试验表计修正

4．7．2 烟气流量计算

4．7．3 反应器出口NOx浓度及氨逃逸计算

4．7．4 脱硝效率、氨逃逸及氨耗量计算

4．8 性能试验结果

4．9 DCS历史曲线验证

4．10 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 本次研究工作取得成果

5．2 工作展望

参考文献

攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文

致谢