不同炉型燃料不同、温度不同、NOx原始浓度不同,精准喷氨的方案也不一样。说说我见过的几种情况。
链条炉是工业锅炉里最常见的炉型。炉膛温度一般在850到950度之间,SNCR的反应温度窗口刚好在这个范围,所以链条炉优先用SNCR。
链条炉精准喷氨的核心问题是喷枪位置。链条炉的燃烧段在炉排上方,NOx主要集中在炉膛中上部。如果喷枪位置太低,还原剂喷入后还没充分反应就进了省煤器区,效率很低。我见过一个项目,喷枪布置在炉膛下部,SNCR效率只有25%,后来把喷枪移到炉膛中上部,效率升到50%。
链条炉负荷变化比较缓慢,对自动控制有利。所以链条炉的PID参数整定可以偏激进一点,响应速度可以设快一些。
循环流化床锅炉的炉膛温度非常均匀,一般在850到920度之间,温度波动范围小,是SNCR反应的最佳窗口。所以35吨以下流化床锅炉,SNCR基本够用,不需要SCR。
流化床的负荷变化比链条炉快,但比煤粉炉慢。控制参数要兼顾响应速度,PID的微分参数可以适当加一点。
流化床的NOx原始浓度一般不高,250到450之间,SNCR效率做到50%到60%,出口能控制在200以内,基本能满足大多数地区的排放要求。
煤粉炉炉膛温度高,NOx原始浓度也高,600到1000之间,SNCR单独使用效率一般只有30%到40%,出口NOx还是偏高。这种情况要上SCR。
煤粉炉的SCR反应器一般布置在省煤器之后、空预器之前,这个位置温度在350到420度之间,是SCR催化剂的最佳工作温度。煤粉炉的SCR效率能做到90%以上。
煤粉炉精准喷氨的难点是NOx波动大。负荷变化时NOx变化快,自动控制的响应要跟上,否则NOx容易超标。煤粉炉的PID参数要设得快一些,但也不能太快,否则会引起振荡。
燃气锅炉的NOx原始浓度本来就不高,一般150到300,SNCR效率又只有30%到40%,所以SNCR单独使用很难稳定达标。这种情况有两个思路:
第一,上低氮燃烧器。低氮燃烧器能从源头降低NOx,燃气锅炉装了低氮燃烧器,NOx能降到100以下,甚至50以下,配合简单的SNCR就能达标。这个方案最经济。
第二,上SCR。如果低氮燃烧器改造不了或者成本太高,就只能用SCR。燃气锅炉的烟气量相对小,SCR反应器也不需要太大,投资比其他炉型省一些。
链条炉:SNCR够用,重点解决喷枪位置问题,运行成本最低。
流化床:SNCR够用,温度窗口好,控制相对简单,投资和运行成本都较低。
煤粉炉:必须SCR,投资和运行成本最高,但能满足最严格的排放标准。
燃气炉:低氮燃烧优先,配合SNCR或SCR,根据排放要求和经济条件选择。
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