论文部分内容阅读
宽负荷脱硝技术是大型超临界调峰机组灵活性改造的重要组成部分,其主要通过提高SCR进口烟气温度,满足低负荷下机组的NOx排放达标。提高给水温度被作为一项提升机组SCR进口烟气温度的重要技术手段,近年来在国内部分超临界机组得到了应用。为有效掌握给水温度变化对超临界机组SCR运行性能和机组经济性能的影响机理和影响规律,以利于指导其环保经济运行,本文对超临界机组给水温度变化对其SCR运行性能影响及机组经济性进行了研究。给水温度变化首先引起省煤器传热特性的变化,进而导致SCR进口烟气温度的变化。首先,针对超临界压力下物性参数随温度和压力变化较大的情况,构建了考虑物性参数随传热过程变化的省煤器过程热力学分析方法,并验证了模型的可靠性。采用该方法研究了省煤器在逆流和顺流两种布置方式下省煤器的传热特性。给出了各个传热性能参数随冷热介质在传热过程中的变化规律,并得到了省煤器传热过程中(?)损失和(?)效率沿省煤器受热面的分布特性。其次,在构建省煤器过程热力学方法基础上,基于机组定功率运行模式,借助微分理论、炉膛热平衡理论构建了设置0号高压加热器提高给水温度对超临界机组性能影响的定量分析模型。采用该模型分析了宽负荷下提高给水温度对SCR进口烟气温度、锅炉排烟温度、锅炉热效率、汽轮机热耗率、发电煤耗及其他锅炉侧运行参数的定量影响。揭示了给水温度和超临界机组SCR进口烟气温度、运行参数之间的定量影响机制,给出了不同负荷下SCR正常投运时给水温度所需提高的最小温度值。然后,为进一步分析超临界机组IPT定值运行模式给水温度变化对机组SCR性能及经济性能的影响,提出了运行参数闭合循环影响机制理论。在此理论基础上,基于机组定给水流量,进一步建立了 IPT定值运行模式下给水温度变化对机组NOx生成、SCR进口烟温及SCR脱硝效率的定量影响模型,同时构建了对机组经济性能影响的评价模型。分别研究了宽负荷下切除高加降低给水温度和增设高加提高给水温度对SCR运行性能及机组经济性能的影响。得到了在此运行模式给水温度对机组SCR性能、运行参数和经济指标的定量影响规律,并揭示了它们之间的相互影响机制。最后,为协同解决超临界机组在低负荷下污染物排放不达标及经济性偏低的问题,对IPT定值运行模式下的分析评价模型进一步完善,补充了碳排放模型、二氧化硫排放模型、粉尘排放模型及锅炉尾部受热面低温腐蚀和磨损等数学模型。在此基础上,提出了超临界机组IPT调节运行模式。分析了该模式宽负荷下提高给水温度对机组NOx生成、脱除特性、SCR进口烟温及SCR脱硝效率的定量影响,同时研究了对机组经济性、其他污染物排放特性的影响。此外,对比了不同运行模式机组主要经济指标和运行参数随给水温度的变化规律及其运行特性。得到了宽负荷IPT调节运行模式下给水温度和SCR运行特性及机组各运行参数之间的影响关系。通过研究,建立了超临界机组在宽负荷下给水温度对机组SCR性能及经济性能定量影响的评价方法,揭示了给水温度和SCR性能及机组运行参数之间的影响机制,获得了给水温度变化对SCR系统及机组运行特性的影响规律。研究结果为超临界机组在宽负荷脱硝下相关性能的设计、评估、优化及运行提供了理论基础和参考依据。