通常設(shè)計(jì)噴氨格柵(AIG)是將煙道截面劃分為若干個(gè)控制區(qū)域，每個(gè)控制區(qū)域有若干的噴射孔。噴氨格柵包括噴氨管道、支撐、配件和氨氣分布裝置等。設(shè)計(jì)時(shí)，噴氨格柵的位置及噴嘴形式是根據(jù)鍋爐尾部煙道的布置情況，通過模擬流場(chǎng)試驗(yàn)來選擇的。同時(shí)，應(yīng)通過煙道設(shè)計(jì)的優(yōu)化及加設(shè)煙氣導(dǎo)流板，使進(jìn)入SCR反應(yīng)器的煙氣氣流保持均勻。噴氨格柵設(shè)計(jì)不當(dāng)或煙氣氣流分布不均勻時(shí)，容易造成NOx和NH。

噴氨格柵設(shè)計(jì)不當(dāng)或煙氣氣流分布不均勻時(shí)，容易造成NOx和NH3的混合及反應(yīng)不均勻，不但影響脫硝效率及經(jīng)濟(jì)性，而且極易造成局部噴氨過量。脫硝裝置投運(yùn)前，應(yīng)調(diào)整煙氣氣流的分布情況，調(diào)整各氨氣噴嘴閥門的開度，使各氨氣噴嘴流量與煙氣中需還原的NOx含量相匹配，以免造成局部噴氨過量。

噴氨格柵主要優(yōu)點(diǎn)： 模塊化設(shè)計(jì)，便于運(yùn)輸安裝； 在噴嘴上部設(shè)置擾流裝置，進(jìn)一步加大噴氨均勻性； 噴嘴具有防堵塞功能 橫向、縱向噴射量均可調(diào)節(jié)，可控度高； 每一個(gè)噴氨格柵都針對(duì)具體項(xiàng)目做流場(chǎng)模擬分析，確保噴氨均勻

某600MW機(jī)組于2013年11月建成SCR脫硝裝置，設(shè)置2個(gè)反應(yīng)器。每個(gè)反應(yīng)器設(shè)置21根噴氨支管，無流量孔板和壓差測(cè)量管，出口煙道設(shè)有14個(gè)煙氣取樣孔。該機(jī)組脫硝系統(tǒng)于2015年8月進(jìn)行噴氨格柵(AIG)優(yōu)化調(diào)整。

選擇性催化還原技術(shù)是當(dāng)前世界上脫氮主流工藝。火電廠大氣污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)GB13223-2011的頒布使國(guó)內(nèi)在短期內(nèi)大面積投運(yùn)SCR脫硝系統(tǒng),相關(guān)學(xué)者[1-7]在流場(chǎng)、系統(tǒng)模擬方面也做了較多研究;但在運(yùn)行優(yōu)化方面前期缺乏積累,逐漸暴露出諸如效率不穩(wěn)、空氣預(yù)熱器堵塞嚴(yán)重,甚至爐膛負(fù)壓波動(dòng)劇烈,不得不停爐吹掃等問題[8-11]。

NO、O2進(jìn)出口濃度采用德國(guó)德圖公司Testo350型煙氣分析儀測(cè)定,NO量程0~500μL?L-1,精度0.1μL?L-1,O2量程0%~25%,精度0.01%;NH3逃逸率采用自制氨化學(xué)取樣系統(tǒng)測(cè)定,配套用3071型智能煙氣采樣器流量范圍1.0~3.0L?min-1,精度±5%,煙氣取樣槍長(zhǎng)度為5m,壓力測(cè)試用WOBI膜盒壓力表,量程0~2000Pa,精度±5Pa,配套4.5m的S型皮托管1根,校正系數(shù)為0.84。

圖3為反應(yīng)器出口煙道的速度場(chǎng)分布示意圖,從圖可知,出口煙氣流速與負(fù)荷關(guān)系密切,且與測(cè)孔位置有關(guān)。3種負(fù)荷工況下,B側(cè)速度均值分別為14.1、11.3、8.4m?s-1,A側(cè)均值分別為13.8、10.6、8.3m?s-1,均值比分別為1.02、1.07、1.00。
每套噴氨格柵對(duì)應(yīng)25根噴氨支管,而每5根噴氨支管一組控制一塊區(qū)域,測(cè)孔與噴氨支管對(duì)應(yīng)關(guān)系為:A1或B1(支管1~5)、A2或B2(支管6~10)、A3或B3(支管11~15)、A4或B4(支管16~20)、A5或B5(支管21~25)。每路支管控制8個(gè)噴嘴,支管的開度范圍為1~10,每根氨分配管上均設(shè)有手動(dòng)調(diào)閥可以調(diào)節(jié)各支管的氨噴射流量。
本次噴氨格柵優(yōu)化調(diào)整假設(shè)和原則如下: 1)反應(yīng)器出口截面NOx和NH3相對(duì)偏差為優(yōu)化調(diào)整終考核指標(biāo); 2)調(diào)整過程中應(yīng)綜合考慮鍋爐負(fù)荷、速度場(chǎng)、濃度場(chǎng)等多種因素,按照NH3/NOx等摩爾比理念進(jìn)行調(diào)節(jié); 3)反應(yīng)器催化劑床層運(yùn)行正常,沒有催化劑積灰、堵塞、中毒等現(xiàn)象; 4)SCR煙氣脫硝裝置AB側(cè)噴氨格柵母管、噴氨格柵支管運(yùn)行正常,沒有腐蝕、堵塞等情況發(fā)生,同樣開度下流量相同。