1 000 MW燃煤机组SCR超低排放关键参数性能评估与分析

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.20030

发电技术 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (1): 168-174.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20030

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1 000 MW燃煤机组SCR超低排放关键参数性能评估与分析

冯前伟¹, 朱仁涵², 徐思达¹, 刘博¹, 张杨¹, 王丰吉¹, 朱跃¹

^1.华电电力科学研究院有限公司, 浙江省杭州市 310030
^2.中国华电集团有限公司福建分公司, 福建省福州市 350512

收稿日期:2021-06-08 出版日期:2022-02-28 发布日期:2022-03-18
作者简介:冯前伟(1985)，男，硕士，高级工程师，主要从事电厂环保设计研究和技术服务工作，fqw0528@sina.com；
朱仁涵(1977)，男，高级工程师，主要从事火电厂烟气污染物治理等环境保护技术管理工作，44411345@qq.com；
徐思达(1993)，男，硕士，主要从事电厂环保技术服务工作，sida-xu@chder.com；
刘博(1988)，男，硕士，主要从事电厂环保技术服务工作，bo-liu@chder.com；
张杨(1985)，男，博士，高级工程师，主要从事火电厂环境保护方面的技术研究和技术服务工作，yang-zhang@chder.com；
王丰吉(1980)，男，高级工程师，主要从事火电厂环保设施技术研发及管理工作，fengji-wang@chder.com；
朱跃(1962)，男，硕士，教授级高级工程师，长期从事锅炉清洁燃烧与燃煤烟气污染治理方面的技术研发和工程化应用设计工作，yue-zhu@chder.com。
基金资助:
国家重点研发计划项目(2017YFB0603201-03)

Performance Evaluation and Analysis of Key Parameters of SCR Ultra-low Emission for 1 000 MW Coal-fired Unit

Qianwei FENG¹, Renhan ZHU², Sida XU¹, Bo LIU¹, Yang ZHANG¹, Fengji WANG¹, Yue ZHU¹

^1.Huadian Electric Power Research Institute Co. , Ltd. , Hangzhou 310030, Zhejiang Province, China
^2.Fujian Branch of China Huadian Corporation Ltd. , Fuzhou 350512, Fujian Province, China

Received:2021-06-08 Published:2022-02-28 Online:2022-03-18
Supported by:
National Key Research and Development Project of China(2017YFB0603201-03)

摘要/Abstract

摘要：

1 000 MW燃煤机组作为国内先进机组排头兵，对其脱硝装置超低排放改造后的关键参数进行性能评估与分析，可以为燃煤机组超低排放形势下选择性催化还原(selective catalytic reduction，SCR)烟气脱硝装置的稳定安全运行提供借鉴及指导。以已实现脱硝超低排放的某1 000 MW燃煤机组SCR脱硝装置为例，研究了该脱硝装置的脱硝效率，入口、出口NO _x 浓度分布，以及氨逃逸浓度等关键运行参数，分析了此台机组脱硝装置的主要性能。试验结果表明：该SCR脱硝装置超低排放改造后整体性能良好，但流场均匀性差、氨逃逸浓度超标等问题仍然存在，应该加强低氮燃烧调整，开展喷氨优化、流场均匀性试验及催化剂全寿命管理等工作。

关键词: 1 000 MW燃煤机组, 选择性催化还原(SCR), 超低排放, 性能评估

Abstract:

1 000 MW coal-fired unit, as one of the best domestic advanced units, the performance evaluation and analysis of the key parameters of its denitrification unit after the ultra-low emission reformation can provide reference and guidance for stable and safe operation of selective catalytic reduction (SCR) flue gas denitrification unit under ultra-low emission of coal-fired units. Taking the SCR denitrification unit of a 1 000 MW coal-fired unit that had achieved ultra-low denitrification emission as an example, the key operating parameters of the SCR denitrification unit were studied, such as denitrification efficiency, NO _x concentration distribution at the inlet and outlet, ammonia escape, etc., the main performance of the denitrification unit was analyzed. The test results show that the overall performance of the SCR denitrification unit is good after the ultra-low emission transformation, but the problems of poor flow field uniformity and excessive ammonia escape still exist. Therefore, the adjustment of low nitrogen combustion, the optimization of ammonia injection, the uniformity test of flow field and the life-cycle management of catalyst should be strengthened.

Key words: 1 000 MW coal-fired unit, selective catalytic reduction (SCR), ultra-low emission, performance evaluation

中图分类号:

TK 09

冯前伟, 朱仁涵, 徐思达, 刘博, 张杨, 王丰吉, 朱跃. 1 000 MW燃煤机组SCR超低排放关键参数性能评估与分析[J]. 发电技术, 2022, 43(1): 168-174.

Qianwei FENG, Renhan ZHU, Sida XU, Bo LIU, Yang ZHANG, Fengji WANG, Yue ZHU. Performance Evaluation and Analysis of Key Parameters of SCR Ultra-low Emission for 1 000 MW Coal-fired Unit[J]. Power Generation Technology, 2022, 43(1): 168-174.

图/表 12

表1 某1 000 MW燃煤机组脱硝系统主要设计参数

Tab. 1 Main design parameters of denitrification system for a 1 000 MW coal-fired unit

设计参数	数值
机组容量/MW	1 000
脱硝装置入口NO _x 质量浓度/(mg·m^-3)	400
脱硝装置出口NO _x 质量浓度/(mg·m^-3)	≤50
脱硝效率/%	≥87.5
氨逃逸质量浓度/(mg·m^-3)	≤2.28
飞灰质量浓度/(g·m^-3)	50
脱硝装置单反应器入口烟道截面/(m×m)	4.6×14.804

图1 脱硝装置性能试验测试位置

Fig. 1 Test positions for performance test of denitrification unit

表2 入口、出口NO x 质量浓度及其脱硝效率测试结果

Tab. 2 Test results of NO x concentration at inlet and outlet and its denitrification efficiency

参数	负荷工况			原设计值
参数	高	中	低	原设计值
A侧入口NO _x 质量浓度/(mg·m^-3)	401	602	589	400
B侧入口NO _x 质量浓度/(mg·m^-3)	377	590	551	400
A侧出口NO _x 质量浓度/(mg·m^-3)	40	39	50	50
B侧出口NO _x 质量浓度/(mg·m^-3)	43	36	43	50
A侧脱硝效率/%	89.99	93.50	91.57	87.50
B侧脱硝效率/%	88.63	93.92	92.24	87.50
平均脱硝效率/%	89.32	93.71	91.89	87.50

图2 高负荷工况下SCR入口NO x 质量浓度分布

Fig. 2 NO x concentration distribution at inlet of SCR under high load condition

表3 SCR入口NO x 质量浓度分布相对标准偏差

Tab. 3 Relative standard deviation of NO x concentration distribution at inlet of SCR

位置	相对标准偏差/%
位置	高负荷	中负荷	低负荷
A侧	3.5	2.5	5.4
B侧	1.7	1.8	5.0

图3 中负荷工况下SCR入口NO x 质量浓度分布

Fig. 3 NO x concentration distribution at inlet of SCR under medium load condition

图4 低负荷工况下SCR入口NO x 质量浓度分布

Fig. 4 NO x concentration distribution at inlet of SCR under low load condition

图5 高负荷工况SCR出口NO x 质量浓度分布

Fig. 5 NO x concentration distribution at outlet of SCR under high load condition

图6 中负荷工况SCR出口NO x 质量浓度分布

Fig. 6 NO x concentration distribution at outlet of SCR under medium load condition

图7 低负荷工况SCR出口NO x 质量浓度分布

Fig. 7 NO x concentration distribution at outlet of SCR under low load condition

表4 SCR出口NO x 质量浓度分布相对标准偏差

Tab. 4 Relative standard deviation of NO x concentration distribution at outlet of SCR

位置	相对标准偏差/%
位置	高负荷	中负荷	低负荷
A侧	62.2	69.0	57.6
B侧	52.2	38.5	35.0

表5 SCR反应器出口氨逃逸浓度 (mg·m-3)

Tab. 5 Ammonia escape concentration atoutlet of SCR reactor

条件	A侧出口		B侧出口
条件	NH₃质量浓度	NH₃质量浓度平均值	NH₃质量浓度	NH₃质量浓度平均值
高负荷	2.54	4.73	2.83	3.16
	3.86		3.47
	7.81		3.17
中负荷	3.23	4.21	2.42	3.05
	3.31		3.30
	6.09		3.44

参考文献 21

1	中华人民共和国国家发展和改革委员会．关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》的通知(发改能源[2014]2093号)[EB/OL]．(2014-09-19)[2021-03-06]．‍ 2. doi:10.11648/j.ijepe.20140302.12
	CJ 00014 JB5.html． doi:10.11648/j.ijepe.20140302.12
	National Development and Reform Commission ．Notice on printing and distributing “The Action Plan for Energy Saving, Emission Reduction, Upgrade and Transformation of Coal Power(2014-2020)” ([2014] 2093)[EB/OL]．(2014-09-19)[2021-03-06]．． doi:10.11648/j.ijepe.20140302.12
2	董文伟．1 000 MW 燃煤发电机组碱渣脱硫试验研究[J]．电力工程技术，2020，39(6)：207-212．
	DONG W W ．Experimental investigation on alkaline residue desulfurization of a 1 000 MW coal-fired electricity generation unit[J]．Electric Power Engineering Technology，2020，39(6)：207-212．
3	袁斌，严欢．基于解决地区大气污染的能源消费革命研究[J]．电网与清洁能源，2020，36(7)：81-86．
	YUAN B， YAN H ．Research on energy consumption revolution based on solving regional air pollution[J]．Power System and Clean Energy，2020，36(7)：81-86．
4	朱跃，杨用龙．燃煤电厂超低排放湿法脱硫治霾影响分析[J]．发电技术，2020，41(3)：295-300． doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.19189
	ZHU Y， YANG Y L ．Influence analysis on haze control of ultra-low emission wet flue gas desulfurization of coal-fired power plants[J]．Power Generation Technology，2020，41(3)：295-300． doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.19189
5	陈理帅，张东明，赵盼龙．燃煤电厂超低排放系统能耗关键因素分析[J]．浙江电力，2020，39(12)：117-121．
	CHEN L S， ZHANG D M， ZHAO P L，et al ．Study on key factors influencing energy consumption of ultra-low emission system in coal-fired power plant[J]．Zhejiang Electric Power，2020，39(12)：117-121．
6	冯前伟，张杨，王丰吉，等．现役燃煤机组SCR烟气脱硝装置运行现状分析[J]．中国电力，2017，50(4)：157-161． doi:10.11930/j.issn.1004-9649.2017.04.157.05
	FENG Q W， ZHANG Y， WANG F J，et al ．Analysis on operating status of SCR facilities in active coal-fired units[J]．Electric Power，2017，50(4)：157-161． doi:10.11930/j.issn.1004-9649.2017.04.157.05
7	安晓雪，苏胜，向军，等．“燃煤烟气中Hg 迁移转化特性研究[J]．发电技术，2020，41(5)：489-496．
	AN X X， SU S， XIANG J，et al ．Hg formation and transformation characteristics in flue gas of coal-fired boiler[J]．Power Generation Technology，2020，41(5)：489-496．
8	冯前伟，张杨，王丰吉，等．300 MW级燃煤机组SCR烟气脱硝超低排放性能评估[J]．中国电力，2016，49(11)：153-158． doi:10.11930/j.issn.1004-9649.2016.11.153.06
	FENG Q W， ZHANG Y， WANG F J，et al ．Evaluation on ultra-low emission performance of SCR flue gas denitrification device for 300-MW class coal-fired units[J]．Electric Power，2016，49(11)：153-158． doi:10.11930/j.issn.1004-9649.2016.11.153.06
9	国家环境保护局科技标准司．固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法： [S]．北京：中国标准出版社，1996． doi:10.1515/9783110975666
	Department of Science and Technology Standards，State Environmental Protection Administration ． The determination of particulates and sampling methods of gaseous pollutants emitted from exhaust gas of stationary source： [S]．Beijing：Standards Press of China，1996． doi:10.1515/9783110975666
10	国家能源局．燃煤电厂烟气脱硝装置性能验收试验规范： [S]．北京：中国电力出版社，2012． doi:10.3969/j.issn.1003-0417.2012.18.002
	National Energy Administration ． Performance checkup test code for flue gas denitration equipment of coal-fired power plants： [S]．Beijing：China Electric Power Press，2012． doi:10.3969/j.issn.1003-0417.2012.18.002
11	中国机械工业联合会．燃煤烟气脱硫设备性能测试方法： [S]．北京：中国标准出版社，2008． doi:10.1109/ecoc.2008.4729103
	China Machinery Industry Federation ． Performance test method for coal-fired flue gas desulphurization equipment： [S]．Beijing：Standards Press of China，2008． doi:10.1109/ecoc.2008.4729103
12	国家能源局．石灰石‒石膏湿法烟气脱硫装置性能验收试验规范： [S]．北京：中国电力出版社，2016． doi:10.3969/j.issn.1001-5531.2016.24.017
	National Energy Administration ． Performance test code for wet limestone-gypsum flue gas desulphurization： [S]．Beijing：China Electric Power Press，2016． doi:10.3969/j.issn.1001-5531.2016.24.017
13	孙金龙．330 MW燃煤火电机组脱硝系统的优化研究[J]．发电技术，2019，40(6)：570-579． doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.19050
	SUN J L ．Optimization study of denitrification system for 330 MW coal-fired thermal power unit[J]．Power Generation Technology，2019，40(6)：570-579． doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.19050
14	黄智，王东旭，陈晓利，等．SCR系统多维度精确喷氨策略脱硝特性研究[J]．东北电力技术，2019，40(12)：11-15．
	HUANG Z， WANG D X， CHEN X L，et al ．Research on denitration performance of SCR system based on multi-dimensional precise ammonia injection strategy[J]．Northeast Electric Power Technology，2019，40(12)：11-15．
15	牛玉广，潘岩，李晓彬．火力发电厂烟气SCR脱硝自动控制研究现状与展望[J]．热能动力工程，2019，34(4)：1-9． doi:10.16146/j.cnki.rndlgc.2019.04.001
	NIU Y G， PAN Y， LI X B ．Review and prospect of automatic control system for flue gas SCR denitration in steam power station[J]．Journal of Engineering for Thermal Energy and Power，2019，34(4)：1-9． doi:10.16146/j.cnki.rndlgc.2019.04.001
16	李子尚，朱仁涵，杜振．SCR 脱硝系统精准喷氨优化技术分析[J]．发电技术，2021，42(5)：630-636．
	LI Z S， ZHU R H， DU Z ．Analysis on the optimization technology of precise ammonia injection in SCR denitration system[J]．Power Generation Technology，2021，42(5)：630-636．
17	曲立涛，李超，王德鑫，等．SCR脱硝超低排放NO _x 均匀性优化及安全策略分析[J]．中国电力，2019，52(7)：161-167． doi:10.1088/1755-1315/310/3/032052
	QU L T， LI C， WANG D X，et al ．Optimization on the ultra-low NO _x emission uniformity and analysis on the safety strategy of SCR denitration system[J]．Electric Power，2019，52(7)：161-167． doi:10.1088/1755-1315/310/3/032052
18	方朝君，卢承政，白晓龙．SCR脱硝系统超低排放运行优化技术研究[J]．中国电力，2018，51(2)：143-148． doi:10.11930/j.issn.1004-9649.201701050
	FANG Z J， LU C Z， BAI X L ．Study on operation optimization of SCR denitrification with ammonia-injection for ultra-low emission[J]．Electric Power，2018，51(2)：143-148． doi:10.11930/j.issn.1004-9649.201701050
19	杜振，杨立强，晏敏，等．SCR脱硝催化剂全过程管理模式的构建与实施[J]．中国电力，2016，49(4)：12-16． doi:10.11930/j.issn.1004-9649.2016.04.012.05
	DU Z， YANG L Q， YAN M，et al ．Construction and implementation of the whole process management for SCR denitration catalyst[J]．Electric Power，2016，49(4)：12-16． doi:10.11930/j.issn.1004-9649.2016.04.012.05
20	晏敏，张杨，朱跃，等．超低排放形势下SCR脱硝工程改造现状的调查[J]．中国电力，2018，51(11)：163-167． doi:10.11930/j.issn.1004-9649.201801033
	YAN M， ZHANG Y， ZHU Y，et al ．Investigation on the status of the reconstructive projects for SCR de-NO _x under the condition of ultra-low emission[J]．Electric Power，2018，51(11)：163-167． doi:10.11930/j.issn.1004-9649.201801033
21	李帅英，武宝会，姚皓，等．SCR催化剂活性评估对NO _x 超低排放影响[J]．中国电力，2017，50(8)：163-167． doi:10.11930/j.issn.1004-9649.2017.08.163.05
	LI S Y， WU B H， YAO H，et al ．Effect of SCR catalyst activity evaluation on ultra low emission of NO _x [J]．Electric Power，2017，50(8)：163-167． doi:10.11930/j.issn.1004-9649.2017.08.163.05

[1]	刘含笑. 双碳背景下电除尘器的节能减碳分析[J]. 发电技术, 2023, 44(5): 738-744.
[2]	吉攀. 燃煤电厂烟气中氨脱除及分布机理研究[J]. 发电技术, 2023, 44(3): 392-398.
[3]	阮存钦, 洪志刚, 赖培灿, 张建华, 林锡昆, 周江, 冯前伟, 张杨. 基于在线监测数据的燃煤电厂脱硝装置性能预测研究[J]. 发电技术, 2023, 44(1): 100-106.
[4]	张弘毅, 曲立涛. 9F级燃机选择性催化还原脱硝数值模拟研究与应用[J]. 发电技术, 2023, 44(1): 78-84.
[5]	刘含笑, 郦建国, 姚宇平, 崔盈, 郭高飞, 何海涛, 刘美玲, 沈敏超. 低低温电除尘系统对SO₃脱除性能研究[J]. 发电技术, 2022, 43(1): 147-154.
[6]	李子尚, 朱仁涵, 杜振. SCR脱硝系统精准喷氨优化技术分析[J]. 发电技术, 2021, 42(5): 630-636.
[7]	黄友华, 马善为, 刘吉, 武正华. 燃气轮机烟气SCR脱硝系统优化设计与工程应用[J]. 发电技术, 2021, 42(3): 350-356.
[8]	范江,张双平,孟宇,陈伟雄,严俊杰. 660 MW燃煤机组瞬态过程NO_x生成及脱除特性[J]. 发电技术, 2020, 41(5): 527-535.
[9]	安晓雪,苏胜,向军,黄见勋,许积庄,王乐乐,汪一,胡松,尹子骏,王中辉. 燃煤烟气中Hg迁移转化特性研究[J]. 发电技术, 2020, 41(5): 489-496.
[10]	朱跃,杨用龙. 燃煤电厂超低排放湿法脱硫治霾影响分析[J]. 发电技术, 2020, 41(3): 295-300.
[11]	陈招妹,刘含笑,崔盈,郭高飞,孟银灿,刘美玲,何海涛,方小伟. 燃煤电厂烟气中SO₃的生成、危害、测试及排放特征研究[J]. 发电技术, 2019, 40(6): 564-569.
[12]	陈招妹,刘含笑,崔盈,刘志波,郭高飞,孟银灿,刘美玲. 燃煤电厂烟气中Hg的生成、治理、测试及排放特征研究[J]. 发电技术, 2019, 40(4): 355-361.
[13]	邹堃,王丹秋. SCR烟气脱硝系统出口烟道NO_x测点技术改造[J]. 发电技术, 2019, 40(2): 155-160.
[14]	颜海伟,王亚钊,郭静东,王科,廖冬梅. 脱硫吸收塔废水坑浆液溢流原因分析及控制对策[J]. 发电技术, 2019, 40(2): 141-147.
[15]	王学勤,朱文堃,徐静静,江婷,胡永锋. 楼宇型燃气分布式能源系统SCR脱硝应用研究[J]. 发电技术, 2018, 39(6): 580-584.

1 000 MW燃煤机组SCR超低排放关键参数性能评估与分析

Performance Evaluation and Analysis of Key Parameters of SCR Ultra-low Emission for 1 000 MW Coal-fired Unit

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