在工业生产中都会产生一些污染物，有气体污染，水污染等。氮氧化合物是一种气体污染物，也是导致温室效应的元凶。本文是一篇高工论文发表范文，主要论述了600MW火电机组SCR脱硝系统能耗特性研究。
摘 要： SCR是一种选择性催化还原技术，在大型火电机组中被广泛的应用，文章分析了SCR脱硝系统在600MW火电机组中的应用，通过分析SCR脱硝系统中的主要设备的能耗特性，从而建立主要设备的能耗模型，并计算出600MW火电机组SCR脱硝系统的能耗，来提高600MW火电机的能耗水平。
关键词：600MW火电机组,SCR脱硝系统,能耗模型
氮氧化合物是一种污染物，严重危害着人们的身体和周围的环境，它能够诱发光化学烟雾，导致温室效应[1]。目前，氮氧化合物的主要排放源是火电厂，所以，为了降低火电厂中氮氧化合物的排放量，研究600MW火电机组SCR脱硝系统能耗特性就显得尤为重要。
一、机组概况和SCR脱硝系统的简单介绍
1.机组概况
600MW火电机组主要为锅炉厂制造，型式为单炉膛、燃烧方式为四周燃烧、结构为全钢悬吊π型。主要参数如下表所示(表一)：
目前，被普遍使用的脱硝技术就是SCR，SCR的主要原理是在烟气中喷射氨气，待烟气与氨气混合在一起之后，利用催化剂进行化学反应，从而将氨气化合物变为无害的氨气和水。下面是SCR工艺的化学反应过程(图一)：
2.SCR系统简介
SCR系统按布置方式可以分为三种，分别是低尘区、高尘区和尾区，省煤器和空气预热器之间属于高尘区，高尘区的温度非常高，大约是350℃左右，一般情况下，高尘区都是设置电厂的最佳位置，由于高尘区的温度较高，所以烟气不需要进行加热就可进行催化反应，具有良好的经济性[2]。下面是脱销系统的简易流程图(图二)：
二、SCR脱硝系统中主要设备的能耗特性
SCR脱硝系统中的主要设备有SCR反应器、稀释风机、卸料压缩机、废水泵等，SCR脱硝系统中主要设备的能耗特性可以分为两部分：首先是脱销设备引起的系统能耗的变化，在脱销设备系统能耗的变化过程中，主要考虑三点，一点是SCR反应器，另一种是烟道引起的阻力，最后一点脱硝设备对尾部排烟温度的影响[3]。其次是脱硝设备引起的附加能耗，脱硝系统中最主要的就是电耗和热耗，引起电耗的主要设备是稀释风机和卸料压缩机，引起热耗的主要设备是液氨蒸发器和蒸汽吹灰器。
脱硝系统能够增加烟气系统的阻力，并影响着机组负荷和烟气流量等参数，所以，当烟气系统阻力增加时，引风机的电能也随之增加。在SCR脱硝系统中，属于间断使用设备的是卸料压缩机和废水泵，一般情况下，卸料压缩机的开启次数为2次/月，废水泵的开启时段为液氨稀释槽吸收大量液氨时，所以，在SCR脱硝系统中，耗电量最大的两种设备就是稀释风机和引风机。
三、SCR脱硝系统中主要设备的能耗模型
1.稀释风机能耗模型
其中，N指的是稀释风机轴功率，单位是KW， Vair代表的是稀释风机的入口流量，单位为m3/h，P代表的是稀释风机全压，单位为pa， η代表的是稀释风机效率[4]。
2.引风机能耗模型
引风机系统模型的建立，需要计算三个参数，分别是：引风机的功率、引风机的效率以及引风机增加的功率。
2.1引风机功率
2.2引风机效率
引风机一般可以分为两种，一种是动叶可调轴流式风机，另一种是静叶可调轴流式风机。引风机的性能曲线图是由多条曲线组合而成的，每一条曲线包含着很多的参数，例如全压、效率、体积流量等参数，当引风机运行时，引风机的曲线就会随不同流量的变化是而组成曲线簇，下面是静叶可调轴流式风机的拟合计算，拟合计算需要选取一系列的数据点，具体数据点如下表所示(表二)：
3.卸料压缩机能耗模型
卸料压缩机能耗模型的建立需要计算卸料压缩机一年的消耗量，具体公式如下：
W=Pe*1*2*12=24Pe，其中，W指的是卸料压缩机一年的消耗量，单位为kW;Pe指的是卸料压缩的功率，单位为kW。
4.蒸汽附加煤耗模型
燃煤电厂一般通过改造机组来加装SCR脱硝系统，而SCR脱硝系统中使用的蒸汽来源于蒸汽母管，影响了机组的热经济性，为了改变机组的热经济性，就需要计算蒸汽的附加煤耗。另外，蒸汽附加模型的建立还需要借助加热器，加热器按照结构形式可以分为两种，一种是表面式加热器，另一种是混合式加热器，下面是两种加热器的示意图(图三)和(图四)：
四、600MW火电机组SCR脱硝系统的能耗计算结果
从结果中可得知：电耗设备的脱销耗能较大，电耗设备中最典型的耗能设备就是引风机和稀释风机，液氨蒸发蒸汽所产生的煤耗量也是比较大的，最后的总附加煤耗数值为0.51396，这就说明脱销系统总能耗附加水平可以控制在0.5―0.6 g/kWh。
五、600MW火电机组SCR脱销系统的能量平衡
从图五中可以看出，机组负荷一定时，反应温降时，漏风温降值最大，反应温升时，漏风温降值最小;当负荷不固定时，漏风和稀释风与温度与负荷成正比，当负荷减小时，漏风和稀释风的温度也随之降低。另外，当烟气经过SCR反应器后，烟气降温就控制在2°C之下，负荷减小，烟气的温度也随之降低。
从图六中可以看出，安装脱硝系统并不影响锅炉排烟热损失，排烟热损失变化值小于0.05%。当负荷降低时，排烟热损失及其变化值也会减小。但是在BMCR工况下，排烟热损失及其变化值达到最大值。
结束语
电耗设备中引风机的煤耗量最大，文章阐述了SCR脱硝系统中主要设备的能耗特性以及设备能耗模型的建立：稀释风机能耗模型的建立、引风机能耗模型的建立、卸料压缩机能耗模型的建立以及蒸汽附加煤耗模型的建立，并对600MW火电机组SCR脱硝系统的能耗计算结果进行了简单的分析，从而降低引风机的电耗，提高600MW火电机的能耗水平。
参考文献：
[1]左松伟.大型火电机组SCR脱硝系统能耗特性研究[D].华北电力大学，2012.
[2]王瑜.SCR法烟气脱硝系统在660MW火电机组中的应用[D].华北电力大学，2013.
[3]裴煜坤.SCR烟气脱硝系统喷氨混合装置优化研究[D].浙江大学，2013.
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