SCR脱硝流场仿真优化技术ppt课件.pptx

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1、脱硝流场优化技术1（一）SCR脱硝系统存在的问题（二）SCR脱硝系统的流场优化（三）SCR脱硝系统的喷氨优化调整脱硝流场仿真优化技术2SCR脱硝系统存在的问题空预器堵塞（保定）整流格栅磨损（马头）催化剂磨损（马头）喷氨格栅积灰3仿真优化在SCR脱硝系统中的应用·解决超低排放下，SCR氨逃逸高、空预器堵塞、积灰、催化剂磨损等问题气固两相流流场深度优化技术高效低阻的大范围混合技术喷氨优化调整技术脱硝流场仿真优化技术·堵灰及磨损·NOx偏差大·氨逃逸高×常规的流场设计为单相流模拟，未考虑灰浓度分布，千篇一律的设计×SCR出口NOx

2、分布不均匀，氨氮掺混效果差，未对喷氨格栅进行调节√彻底的速度场优化√灰浓度场√大范围氨氮掺混√出口氨氮均匀分布4仿真优化在SCR脱硝系统中的应用·模型建立Realizablek-ε、dpm、speciestransport、energy反应器及进出口连接烟道、催化剂层、喷氨格栅等（非）均匀边界条件、烟尘粒径、烟尘浓度脱硝流场仿真优化技术·湍流流动、烟尘运动、组分传输、能量方程·尺寸比例1:1、计算区域省煤器出口至空预器入口·现场实测的边界条件、烟尘浓度测试、烟尘粒径检测模型实现：√CAD(SolidWorks)→Gambit

3、（Icem）→AnsysFluent14.5（18.1）√网格总数：897万√处理器：XeonCPUE5265GB√计算时间：单核计算6-7小时/工况实际设备几何模型网格模型计算模型5仿真优化在SCR脱硝系统中的应用某300MW机组烟气脱硝改造工程项目背景：·河北某300MW机组烟气脱硝反应器入口整流格栅局部磨损严重，磨损面积占总面积约70%，磨损高度达到了100mm。·脱硝催化剂迎烟气侧局部磨损严重，主要集中于催化剂层中心区域，个别催化剂单片磨损已接近一半。·脱硝效率降低和局部氨逃逸增高，导致空预器硫酸氢铵堵塞，影响锅炉安

4、全稳定运行。现阶段流场仿真优化目标：·验证脱硝进口流场分布·查找催化剂磨损原因·保证烟尘浓度及大粒径烟尘的均匀·缓解催化剂局部磨损·提高烟气流场、氨氮掺混的均匀性整流格栅磨损6仿真优化在SCR脱硝系统中的应用某300MW机组烟气脱硝改造工程进行现场改造确定流场优化配置仿真优化计算及物理模型试验工程周期：2~3周工程周期：1周工程周期：2-3周7仿真优化在SCR脱硝系统中的应用某300MW机组烟气脱硝改造工程该工程脱硝流场改造目标：·烟尘浓度分布均匀性大幅度改善·烟尘浓度Cv降低20%以上·反应器入口截面大粒径烟尘分布均匀·确

5、保烟气流速Cv值在15%以下·满足系统阻力要求·缓解催化剂局部磨损优化前优化后烟气流速流场情况：·原方案常规导流板时，水平烟道内的气流发生偏斜，高速气流贴附于烟道下壁面流动，上壁面烟气不能再继续沿壁面流动，上壁面附近出现回流区，水平烟道出现二次流动。通过省煤器出口水平烟道内两组烟气/尘抬升板的装设，烟道内气流的死区旋涡现象得到改善，最终催化剂上方截面流场不均匀度由8.42%增加到9.09%。8仿真优化在SCR脱硝系统中的应用某300MW机组烟气脱硝改造工程优化前优化后烟尘浓度烟尘浓度场情况：·安装静态混合器后，竖直烟道中烟尘

6、在静态混合器之间以及混合器与远锅炉侧烟道壁之间的通道内形成了烟尘富集的现象。与此同时，静态混合器的背风面出现了大范围的低烟尘浓度区。由于静态混合器的作用，在竖直烟道内产生连续的涡街，随着涡街的逐渐耗散，烟尘浓度逐渐变得均匀。通过SCR脱硝入口流场优化改造，最终催化剂上方截面烟尘浓度不均匀度由87.12%降低到69.19%。9仿真优化在SCR脱硝系统中的应用某300MW机组烟气脱硝改造工程烟尘运动轨迹优化前优化后烟尘运动轨迹情况：·上图显示了粒径范围在700μm-1000μm的烟尘运动轨迹，安装静态混合器后，大粒径烟尘竖直烟道

7、中得到强烈的掺混，整个反应器截面大粒径烟尘分布变得均匀。10（一）氨氮分布的不均匀性对脱硝系统的影响1.对流场、氨氮比的要求数值模拟&物模试验-催化剂入口流速相对标准偏差系数Cv≤15%烟气速度方向偏角应不大于15°氨氮摩尔比相对标准偏差系数Cv≤5%烟温绝对偏差≤10℃GB/T21509-2008燃煤烟气脱硝技术装备DL/T296-2011火电厂烟气脱硝技术导则JB/T12131-2015燃煤烟气净化SCR脱硝流场模拟试验技术规范11（一）氨氮分布的不均匀性对脱硝系统的影响2.不均匀性对催化剂寿命和脱硝效率的影响Denni

8、sR等人研究了流场、氨氮比、温度等参数不均匀性对SCR催化剂寿命的影响RogersK等人研究了流场、氨氮比、温度等参数不均匀性对SCR技术脱硝效率的直接影响12（二）喷氨格栅优化调整试验1.喷氨格栅及分区理念喷氨格栅管路图喷氨格栅分区图（烟道俯视）喷氨格栅三维图喷氨分区的对应关系13（二）