CN109046504A - 一种scr大颗粒灰拦截效率测试的试验台及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台及其测试方法,包括大颗粒灰输送和加料系统、大颗粒灰拦截装置、大颗粒灰收集装置、SCR反应器和烟道,所述大颗粒灰输送和加料系统、大颗粒灰拦截装置、大颗粒灰收集装置彼此之间通过多节所述烟道依次连接;所述大颗粒灰拦截装置由可替换的多个组装化模块组成。本发明的大颗粒灰拦截效率的通用试验台,为SCR脱硝技术中对大颗粒灰拦截相关研究的开展提供基础,能够计算出大颗粒灰的拦截效率;根据大颗粒灰拦截测试的具体方案,省煤器灰斗、省煤器出口烟道、脱硝灰斗入口烟道、脱硝灰斗和SCR入口烟道可根据试验检测方案的需要进行替换安装,方便计算和对比不同情况下大颗粒灰的拦截效率。
Description
技术领域
本发明属于燃煤机组SCR脱硝相关技术领域,具体涉及一种SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台及其测试方法。
背景技术
SCR(Selective Catalytic Reduction,简称SCR)脱硝技术是指在280~420℃范围内,还原剂(如NH3、尿素和氨水等)在催化剂作用下,“有选择性”地与烟气中的NOx反应,生成无污染的N2和H2O的NOx减排技术。SCR技术具有占地面积小、脱硝效率高、技术成熟等优点,已成为火电厂NOx减排的主流技术。
由于烟气中的灰含量较高,对催化剂的活性影响很大,而燃煤机组催化剂大颗粒灰堵塞现象是高尘型SCR脱硝装置运行过程中面临的主要问题之一。大颗粒灰是指锅炉烟气中粒径大于等于1/2催化剂节距(SCR催化剂内壁间的距离)的灰或炉渣颗粒。积灰区域下方催化剂的脱硝性能无法发挥,无积灰区域因烟气量增加导致对应位置催化剂磨损问题加重,因此大颗粒灰堵塞问题对催化剂的自身寿命及脱硝性能造成重大负面影响。国内外学者研究了安装大颗粒灰拦截网、缓流烟道、大颗粒灰挡板等方法拟实现对进入首层催化剂前烟道的大颗粒灰进行捕集,但未建立一个可测试大颗粒灰拦截效率的通用试验台,严重制约了对大颗粒灰拦截技术相关研究的开展。因此亟待研发一种SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台及其测试方法。
发明内容:
本发明目的是要解决现有技术中缺乏SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台的技术问题,发明人经过了繁复的试验和探索,研发出了一种SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台及其测试方法。
为实现以上目的,本发明采用如下技术方案:
一种SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台,包括大颗粒灰输送和加料系统、大颗粒灰拦截装置、大颗粒灰收集装置、SCR反应器和烟道,所述大颗粒灰输送和加料系统、大颗粒灰拦截装置、大颗粒灰收集装置彼此之间通过多节所述烟道依次连接。
优选的,所述大颗粒灰输送和加料装置包括大颗粒灰原料箱、皮带输送机、计量器和布灰器;所述皮带输送机将大颗粒灰原料箱中的大颗粒灰输送至所述计量器,大颗粒灰经计量后进入所述布灰器内,经过所述布灰器导流、整流后扩散至下游的所述烟道,再进入所述大颗粒灰拦截装置。
优选的,所述皮带输送机中间位置还设置有刮板,所述刮板控制大颗粒灰的匀速定量给料。
优选的,所述大颗粒灰拦截装置由可替换的多个组装化模块组成,具体模块包括省煤器灰斗、省煤器出口烟道、脱硝灰斗入口烟道、脱硝灰斗和SCR入口烟道依次进行连接;所述SCR入口烟道与下游的所述大颗粒灰收集装置连接。根据大颗粒灰拦截测试的具体方案,所述省煤器灰斗、省煤器出口烟道、脱硝灰斗入口烟道、脱硝灰斗和SCR入口烟道可根据试验检测方案的需要进行替换安装。
优选的,所述脱硝灰斗的上游或下游安装有拦截网。
优选的,所述大颗粒灰收集装置包括均孔板和称量器。
优选的,还包括动力装置,所述动力装置采用电力或内燃机为试验台提供运行的动力。
优选的,所述SCR反应器设置在所述大颗粒灰收集装置的下游,所述均孔板设置在所述SCR反应器首层催化剂的上方。
优选的,还包括控制板,所述控制板接收所述计量器和所述称量器的监测数据,并可根据预设的公式计算出大颗粒灰的拦截效率。
本发明还提供一种SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台的测试方法,包括如下步骤:
S1、启动SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台,大颗粒灰输送和加料装置向下游的烟道输送大颗粒灰,大颗粒灰随烟气进入大颗粒灰拦截装置,经过拦截装置后逃逸的大颗粒灰最终进入大颗粒灰收集装置;
S2、SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台运行t时间段后,大颗粒灰输送和加料装置的计量器测定t时间段内输送大颗粒灰的总质量m0,大颗粒灰收集装置的称量器测定t时间段内收集的大颗粒灰质量mt,计算出拦截的大颗粒灰质量m=mt-m0;
S3、计算出省煤器灰斗、脱硝灰斗、SCR反应器和拦截装置上的大颗粒灰沉积量百分比。
本发明的有益效果为:
1、本发明提出一个可测试大颗粒灰拦截效率的通用试验台,为SCR脱硝技术中对大颗粒灰拦截相关研究的开展提供了基础,能够计算出大颗粒灰的拦截效率;
2、根据大颗粒灰拦截测试的具体方案,省煤器灰斗、省煤器出口烟道、脱硝灰斗入口烟道、脱硝灰斗和SCR入口烟道可根据试验检测方案的需要进行替换安装,方便计算和对比不同情况下大颗粒灰的拦截效率;
3、本发明提供的基于SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台的测试方法,步骤简单,操作方便,结果可靠,可实现自动化测量和计算。
附图说明
图1为本发明的SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台的结构示意图;
图2为本发明的大颗粒灰拦截装置的内部结构示意图;
图3为本发明的大颗粒灰收集装置中均孔板的结构示意图;
图4为本发明的SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台的测试步骤图;
附图标记:1-大颗粒灰输送和加料系统;2-大颗粒灰拦截装置,201-省煤器灰斗,202-省煤器出口烟道,203-脱硝灰斗入口烟道,204-脱硝灰斗,205-SCR入口烟道;3-大颗粒灰收集装置,301-均孔板;4-省煤器出口竖直烟道;5-SCR反应器;6-除尘器;7-引风机。
具体实施方式
现参照说明书附图来阐述本发明的选定实施例,本领域技术人员应了解到,本发明实施例的说明仅是示例性的,并不是为了限制本发明的方案。
实施例一
参考示意图1和2,本实施例的SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台包括大颗粒灰输送和加料系统1、大颗粒灰拦截装置2、大颗粒灰收集装置3和烟道4,是一种大颗粒灰拦截效率测试的通用试验平台。其中大颗粒灰输送和加料装置1包括大颗粒灰原料箱、皮带输送机、计量器和布灰器(附图中未标出),皮带输送机将大颗粒灰原料箱中的大颗粒灰输送至所述计量器,大颗粒灰经计量后进入所述布灰器内,经过所述布灰器导流、整流后扩散至下游的所述烟道,再通过省煤器出口竖直烟道4进入所述大颗粒灰拦截装置2。大颗粒灰拦截装置2由可替换的多个组装化模块组成,具体包括依次连接的省煤器灰斗201、省煤器出口烟道202、脱硝灰斗入口烟道203、脱硝灰斗204和SCR入口烟道205;所述SCR入口烟道205与下游的所述大颗粒灰收集装置3连接。根据大颗粒灰拦截测试的具体方案,所述省煤器灰斗201、省煤器出口烟道202、脱硝灰斗入口烟道203、脱硝灰斗204和SCR入口烟道205可根据试验检测方案的需要进行替换安装。试验台设有动力装置,通过电力或内燃机为试验台提供运行的动力。试验台设有SCR反应器5,设置在大颗粒灰收集装置的下游,均孔板301设置在所述SCR反应器首层催化剂的上方。在SCR反应器5之后设有除尘器6和引风机7。
当启动本实施例的试验台时,大颗粒灰通过输送和均匀加料装置1,随烟气均匀分布到省煤器出口竖直烟道4,在省煤器灰斗201上方烟气经导流后进入省煤器出口水平烟道202,继续经脱硝灰斗入口的转向烟道203导流转向后,在脱硝灰斗204上方进入SCR入口上升烟道205,烟气继续经喷氨格栅、导流装置(图中未画出)后进入SCR入口水平烟道(图中未标注),经导流、整流后进入SCR反应器的首层催化剂上方。在SCR反应器上方通过设置大颗粒灰收集装置3对逃逸到SCR反应器首层催化剂上方的大颗粒灰进行最终的补集,实现大颗粒灰的收集及后续的称量。试验前,根据所需要测试的大颗粒灰拦截装置的方案,对省煤器灰斗201、省煤器出口烟道202、脱硝灰斗入口烟道203、脱硝灰斗204和SCR入口烟道205模块进行替换安装,再启动试验台进行测试。
在优选的实施例中,皮带输送机中间位置设置有刮板,用于控制大颗粒灰的匀速定量给料。
在优选的实施例中,大颗粒灰收集装置3包括均孔板301(参见图3所示)和称量器。均孔板301对逃逸到SCR反应器首层催化剂上方的大颗粒灰进行最终的补集,实现大颗粒灰的收集;称量器对逃逸后补集的大颗粒灰进行后续的称量。
在优选的实施例中,试验台设有控制板,接收计量器和称量器的监测数据,并可根据预设的公式计算出大颗粒灰的拦截效率。
本试验台的工作原理介绍:定义逃逸到SCR反应器内催化剂区域的大颗粒灰为未被成功拦截的大颗粒灰,即大颗粒灰收集装置3的位置收集到的大颗粒灰。对给定时间内逃逸到大颗粒灰收集装置3的位置的大颗粒灰质量进行称量,并通过大颗粒灰输送和加料系统1计算出此给定时间内输送大颗粒灰总的质量,可得出被拦截大颗粒灰的质量,即可计算出不同拦截装置的拦截效率,以拦截效率高低评价不同拦截方案对大颗粒灰拦截能力的强弱。
本试验台可以实现对各种大颗粒灰拦截装置的替换安装和拦截效率的测试,为大颗粒拦截装置的科研和生产应用提供了指导;且通过对比测试研发出优化后的拦截装置,能实现对电厂大颗粒灰进行补集和清除,解决首层催化剂大颗粒灰堵塞严重的现象,从而提高脱硝装置运行的安全性和经济性。
针对上述实施例中试验台的测试方法,具体步骤如下:
S1、启动SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台,大颗粒灰输送和加料装置向下游的烟道输送大颗粒灰,大颗粒灰随烟气进入大颗粒灰拦截装置,经过拦截装置后逃逸的大颗粒灰最终进入大颗粒灰收集装置;
S2、SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台运行t时间段后,大颗粒灰输送和加料装置的计量器测定t时间段内输送大颗粒灰的总质量m0,大颗粒灰收集装置的称量器测定t时间段内收集的大颗粒灰质量mt,计算出拦截的大颗粒灰质量m=mt-m0;
S3、计算出省煤器灰斗、脱硝灰斗、SCR反应器和拦截装置上的大颗粒灰沉积量百分比;大颗粒灰拦截效率η=拦截的大颗粒灰质量m/大颗粒灰的总质量m0。
试验例
试验例1
利用实施例一中的SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台进行试验,采用基本工况,未设置拦截装置,启动试验台一段时间后,再测量省煤器灰斗、脱硝灰斗、SCR反应器和拦截装置中各自的灰沉积量;具体测量数据见表1中第一行所示。
试验例2
利用实施例一中的SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台进行试验,拦截装置为设置在脱硝灰斗之后的长条形平板后拦截网,启动试验台一段时间后,再测量省煤器灰斗、脱硝灰斗、SCR反应器和拦截装置中各自的灰沉积量;具体测量数据见表1中第二行所示。
试验例3
利用实施例一中的SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台进行试验,拦截装置为设置在脱硝灰斗之前的长条形屋脊式前拦截网,启动试验台一段时间后,再测量省煤器灰斗、脱硝灰斗、SCR反应器和拦截装置中各自的灰沉积量;具体测量数据见表1中第三行所示。
试验例4
利用实施例一中的SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台进行试验,拦截装置为设置在省煤器出口竖直烟道的入口处设置缓流烟道,启动试验台一段时间后,再测量省煤器灰斗、脱硝灰斗、SCR反应器和拦截装置中各自的灰沉积量;具体测量数据见表1中第四行所示。
从下表1的测试数据中可以看出,试验例3中,在脱硝灰斗前设置长条形屋脊式前拦截网,SCR反应器上的灰沉积量是4个试验例中最低的,说明这种拦截装置对大颗粒灰的拦截效率最高。但拦截网上沾灰沉积量是最高的,需经常清理。试验例4中,在脱硝数值烟道位置安装缓流烟道的拦截方案,SCR反应器上的灰沉积量是4个试验例中最高的,说明这种拦截装置对大颗粒灰的拦截效率最差。
表1试验例1-4中拦截装置及拦灰效率测试
试验过程中通过称量t时间段内,省煤器灰斗、脱硝灰斗、SCR反应器段细筛网和前后拦截网上沉积的大颗粒灰重量,与t时间段内输送大颗粒灰的总质量m0相比,即可计算出各位置灰沉积量比例。
最后应当说明的是,以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所述领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或等同替换,但以上变更、修改或等同替换,均在本申请的待授权或待批准之权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.一种SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台,其特征在于,包括大颗粒灰输送和加料系统、大颗粒灰拦截装置、大颗粒灰收集装置、SCR反应器和烟道,所述大颗粒灰输送和加料系统、大颗粒灰拦截装置、大颗粒灰收集装置彼此之间通过多节所述烟道依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台,其特征在于,所述大颗粒灰输送和加料装置包括大颗粒灰原料箱、皮带输送机、计量器和布灰器;所述皮带输送机将大颗粒灰原料箱中的大颗粒灰输送至所述计量器,大颗粒灰经计量后进入所述布灰器内,经过所述布灰器导流、整流后扩散至下游的所述烟道,再进入所述大颗粒灰拦截装置。
3.根据权利要求2所述的一种SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台,其特征在于,所述皮带输送机中间位置还设置有刮板,所述刮板控制大颗粒灰的匀速定量给料。
4.根据权利要求1所述的一种SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台,其特征在于,所述大颗粒灰拦截装置由可替换的多个组装化模块组成,具体模块包括省煤器灰斗、省煤器出口烟道、脱硝灰斗入口烟道、脱硝灰斗和SCR入口烟道依次进行连接;所述SCR入口烟道与下游的所述大颗粒灰收集装置连接。
5.根据权利要求4所述的一种SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台,其特征在于,所述脱硝灰斗的上游或下游安装有拦截网。
6.根据权利要求1所述的一种SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台,其特征在于,所述大颗粒灰收集装置包括均孔板和称量器。
7.根据权利要求6所述的一种SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台,其特征在于,还包括动力装置,所述动力装置采用电力或内燃机为试验台提供运行的动力。
8.根据权利要求1至7任一项所述的一种SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台,其特征在于,还包括控制板,所述控制板接收所述计量器和所述称量器的监测数据,并可根据预设的公式计算出大颗粒灰的拦截效率。
9.一种权利要求1至8任一项所述的SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台的测试方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、启动SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台,大颗粒灰输送和加料装置向下游的烟道输送大颗粒灰,大颗粒灰随烟气进入大颗粒灰拦截装置,经过拦截装置后逃逸的大颗粒灰最终进入大颗粒灰收集装置;
S2、SCR大颗粒灰拦截效率测试的试验台运行t时间段后,大颗粒灰输送和加料装置的计量器测定t时间段内输送大颗粒灰的总质量m0,大颗粒灰收集装置的称量器测定t时间段内收集的大颗粒灰质量mt,计算出拦截的大颗粒灰质量m=mt-m0;
S3、计算出省煤器灰斗、脱硝灰斗、SCR反应器和拦截装置上的大颗粒灰沉积量百分比,比较分析不同拦截方案下试验台烟道各位置灰沉积量分布特性,其中,大颗粒灰拦截效率η=拦截的大颗粒灰质量m/大颗粒灰的总质量m0。
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