關于響應面法SCR脫硝反應器噴氨格柵的優化論述

沈漢杰

【摘要】隨著國家對生態環保的高度重視，響應面法SCR反應器得到了廣泛應用，但是在實際應用階段在響應面法SCR反應器進口位置存在NOx濃度分布不均勻的情況，此時需要對噴氨格柵給予優化處理，以此來確保反應器出口NOx濃度均勻分布，進而提高脫硝效率，并降低氨逃逸量和脫硝成本。

【關鍵詞】響應面法;SCR脫硝反應器;噴氨格柵;試驗

響應面法一般是指借助一系列確定性實驗，選擇多項式函數來構建近似隱式極限狀態函數。實際上，通過對試驗點和迭代策略的科學、合理選擇，以便在失效概率上確保多項式函數可以收斂于真實的隱式極限狀態函數。SCR脫硝技術具有運行可靠、結構簡單、脫硝效率高、方便維護等優點，被廣泛應用于燃煤發電機組中。實際上，響應面法SCR脫硝反應器在實際應用過程中，會出現NOx濃度分布不均勻的問題，此時就需要結合實際情況對噴氨格柵進行優化，以此來提高脫硝效率。

1.響應面法SCR脫硝反應器噴氨格柵優化調整試驗方法

響應面法SCR脫硝反應器入口的煙氣流場存在不均勻的問題，此時最好對噴氨格柵進行優化調整，其試驗原理是結合實際情況對噴氨格柵手動門開度進行調整，以確保不同區域具有不同的噴氨量，以此來耦合流場分布不均現象，以保證NH3/NOx摩爾比符合要求。實際上，通過對SCR出口NOx濃度是否均勻進行測量來對NH3/NOx摩爾比是否合適給予判斷。

在600MW負荷下開展優化調整試驗，此時需要運行人員循序漸進的提升脫硝效率直至設計效率。同時，調整人員結合響應面法SCR出口噴氨格柵與取樣格柵的對應關系和SCR出口NOx、O2測量濃度來調整噴氨格柵手動門，以確保SCR出口NOx濃度在調整后分布相對標準偏差控制在20%以內。

2.試驗結果及分析

2.1預備性試驗

在600MW負荷下，噴氨格柵調整前，對響應面法SCR脫硝反應器進口和出口NOx濃度給予測試，測試結果如表1所示。通過對表1進行分析可以發現，A側響應面法SCR脫硝反應器進口NOx濃度最小值和最大值依次為281mg/m3和325mg/m3，平均值為299mg/m3;B側響應面法SCR脫硝反應器進口NOx濃度最小值和最大值依次為271 mg/m3和306mg/m3，平均值為286 mg/m3，由此可以發現A側和B側響應面法SCR脫硝反應器進口NOx濃度存在一定的偏差。

響應面法SCR脫硝反應器出口NOx濃度測試結果如表2所示，通過對表2進行分析可以發現，A側響應面法SCR脫硝反應器出口NOx濃度最小值和最大值依次為5.1mg/m3和44.5mg/m3，平均值和相對標準偏差依次為22.8mg/m3和53.8%;B側響應面法SCR脫硝反應器出口NOx濃度最小值和最大值依次為5.4mg/m3和49.4mg/m3，平均值和相對標準偏差依次為16.4mg/m3和71.0%。由此可以發現A側和B側響應面法SCR脫硝反應器出口NOx濃度存在一定的偏差，在確保脫硝效率的同時，將會導致局部氨逃逸量偏大，此時需要對噴氨格柵給予優化調整，以此來確保響應面法SCR脫硝反應器出口NOx濃度均勻分布。

2.2噴氨格柵優化調整試驗

基于600MW負荷下，通過進行預備性試驗可以了解和掌握響應面法SCR脫硝反應器出口NOx濃度分布情況，以此來調整噴氨格柵手動門開度。結合實際情況通過多次調整后，響應面法SCR脫硝反應器出口NOx濃度測試結果如表3所示。通過對表3進行分析可以發現，調整后，A側響應面法SCR脫硝反應器出口NOx濃度最小值和最大值依次為17.5mg/m3和29.8mg/m3，平均值和相對標準偏差依次為23.5mg/m3和17.9%;B側響應面法SCR脫硝反應器出口NOx濃度最小值和最大值依次為20.3mg/m3和34.2mg/m3，平均值和相對標準偏差依次為27.2mg/m3和18.6%。由此可以發現，調整后，響應面法SCR脫硝反應器出口NOx濃度分布偏差出現了比較大的改善，兩側響應面法SCR脫硝反應器出口NOx濃度分布相對偏差均<20%，這樣既可以確保響應面法SCR脫硝反應器安全、高效運行，而且還可以降低響應面法SCR脫硝反應器出口局部區域存在比較大的氨逃逸風險。

3.結束語

綜上所述，在響應面法SCR脫硝反應器運行過程中，NH3/NOx摩爾比分布不合理將會對反應器的正常運行產生不利影響，此時就需要結合實際情況來對噴氨格柵手動門開度給予調整，這樣既可以確保NH3/NOx摩爾比均勻分布，而且還可以提高脫硝效率。

參考文獻：

[1]孫勝，何建樂，劉法志.SCR脫硝系統噴氨格柵優化調整試驗研究[J].環境與發展，2018，9（2）：59-60.

[2]朱樓，陳鴻偉，王廣濤.基于響應面法的SCR流場優化設計與數值模擬[J].節能，2018，7（10）：111-112.