科创中国

项目属于火力发电技术领域，面向空预器ABS堵塞治理方面的行业性技术难题及迫切需求，成果经中国电机工程学会鉴定整体达到国际先进水平，其中在基于空预器灰垢样NH4+/SO42-摩尔比确定堵塞治理技术路线并工程实施方面居国际领先水平。 图1 总体思路超低排放后，空预器ABS堵塞问题日益突出，引起空预器差压升高，威胁机组安全、经济运行，严重时影响机组带负荷。本成果提出根据空预器灰垢样NH4+/SO42-摩尔比确定堵塞类型的新方法，解决了治理路线模糊的问题；以氨逃逸分区监测调整为手段，提高了喷氨的有效性及针对性，解决了氨氮摩尔比偏差过大问题；通过烟道大区域气流交叉扰动高效混合器，实现烟气场对多边界及变边界条件的自适应，解决了烟气调温挡板或高温烟气旁路挡板变动时的烟气场多变难题；最终形成了ABS堵塞治理的技术路线和工程实现方法。主要创新如下：创新点1：揭示了空预器堵塞主导机理，为空预器堵塞治理奠定了基础。通过空预器垢样NH4+/SO42-摩尔比实验室分析对比，发现了垢样区别为NH4+主导或SO42-主导；根据不同主导方式研发了NH4+主导应优先控制氨逃逸，SO42-主导应优先抑制硫酸液滴生成的技术路线，并提出了NH4+主导治理路线的具体工程实现方法，为堵塞治理技术路线模糊问题提供了机理依据。 图2 空预器堵塞原因分类图及成果适用范围创新点2：提出了基于主化学反应和预测控制相结合模型的控制算法，实现了氮氧化物和氨逃逸的协同、精准控制。通过主化学反应及预测控制相结合的辨识方法和改进广义预测控制紧凑算法模型，设计了基于PLC的SCR反应器控制算法，开发了独立于DCS的预测控制器，实现变工况下SCR反应器对象数学模型参数的实时在线调整，在保证环保排放指标的前提下，有效缓解硫酸氢铵带来的脱硝空预器堵塞。创新点3：研制了一种气流水平对冲强制混合的新型防磨防堵喷射装置及大区域气流交叉扰动混合器，优化了氨氮匹配特性。发明了适应复杂流场及高尘环境的防磨防堵喷射装置，开发了水平对冲强制混合的氨氮气流扰动新技术，用以解决喷氨格栅气流混合不均及喷嘴落灰堵塞导致SCR局部氨氮比严重失衡的技术难题，在装备层面为成果工程实践打下良好基础。创新点4：开发了兼顾脱硝效率和氨逃逸的评价指标，揭示了评价脱硝性能应综合考虑氨逃逸率的理念，基于此理念研发了经氨逃逸修正后的脱硝性能评价模型及在线评价策略，解决了催化剂活性逐渐降低而脱硝性能持续不变的问题，防止了因催化剂老化氨逃逸升高造成的空预器堵塞，实现了对SCR性能的在线准确评估。发明专利3项，实用新型15项，软著2项，论文15篇,标准1项。成果在许昌龙岗及大唐宁德电厂得到应用，实施后氨逃逸由高点70ppm降至整体5ppm以下，空预器差压（BRL）降低3000Pa且可保持长周期稳定。项目年产效益5677万元，其中直接效益4058万元，间接效益1619万元。成果满足了发电企业对机组安全、经济、环保运行的需求，为空预器硫酸氢铵堵塞治理的行业性难题提供了一条科学技术路线。
项目属于火力发电技术领域，面向空预器ABS堵塞治理方面的行业性技术难题及迫切需求，面向全行业回转空预器推广。