SNCＲ 对烟气温度及蒸汽温度的影响和数值模拟

对于火电机组来说,汽温控制是机组安全、经济运行的关键。汽温控制不当,会引起锅炉及汽轮机工作异常、甚至发生故障。一般来说,过热器和再热管壁的冷却条件比较差,蒸汽温度过高影响金属的蠕变强度、持久强度,导致金属的服役寿命大大降低。有研究表明: 当过热汽温超温10~ 20 ℃,并在这种状态下长时间运行,会缩短材料一半以上的寿命。超温严重的,甚至引起爆管,威胁机组安全。而当蒸汽温度过低时,会导致汽轮器末级叶片湿度过大,影响其正常工作,降低机组运行的经济性。

选择性非催化还原( SNCR) 是一种比较成熟的脱硝技术,国内一部分电厂在脱硝方法上采用SNCR,其优点: 相比于SCR 技术来说比较简单、系统投资小、阻力小和占地面积小等。然而SNCR 也有其缺点,相比于SCR 技术来说,容易造成氨逃逸,从而影响空预器的正常工作。不同的脱硝手段都有一定的局限性,SNCR 由于自身的特点也被广泛应用。现在国内外大部分学者对SNCR 的研究重点放在反应最佳温度、还原剂的停留时间等方面。部分学者也针对SNCR 脱硝技术对炉膛进行模拟,对其加装SNCR 后的速度场分布、温度场分布进行了模拟。现在主要是研究影响SNCR 脱硝的因素和其脱硝的效果,很少有论文研究SNCR 对蒸汽温度的影响。文中研究的内容主要包括: 首先通过热力计算引入SNCR 这个因素,来考虑对蒸汽温度的影响; 其次,通过Fluent软件平台,对某电厂锅炉SNCR 进行模拟,从理论上说明SNCR 对蒸汽温度的影响。

通过实验得出: 1) 从计算过程可以得出,一维的热力计算优点在于对炉膛也进行分区段计算,更能真实、准确得出炉膛的温度分布。2) 通过对炉膛的热力计算和Fluent 模拟都可以得到,在加装SNCR 前后对炉膛烟温有一定的影响。其中热力计算得出来在加装SNCR 后的温度降低了27 ℃; Fluent 模拟的出来的结果在加装SNCR 后的温度降低了38 ℃。说明加装SNCR前后对炉膛烟温影响较为明显。3) 虽然通过前面的计算和模拟得出的结果是炉膛出口烟温变化不是非常剧烈。但是,炉膛出口烟温的影响对后面过热蒸汽的影响是剧烈的。现场统计数据说明了,炉膛烟温变化不大的情况下,喷水减温的喷水量下降的非常明显,说明炉膛烟温对过热蒸汽的影响剧烈。