燃煤锅炉SCR烟气脱硝系统流场优化的数值模拟

对某600 MW超临界燃煤机组SCR系统进行反应器内烟气流动均匀性和飞灰沉积的数值模拟.通过对比进入上层催化剂层烟气速度分布不均匀性,加入飞灰颗粒离散相后,开展烟道内导流板布置形式和导流板结构对SCR反应器内流场以及飞灰沉积的影响研究.结果表明:当SCR反应器入口导流板数目为13时,烟气通过上层催化剂层速度分布较其他3种工况均匀;导流板的弧形板后加装一段竖直直板可进一步引导烟气流动,减小回流作用,烟气进入上层催化剂层时速度更加均匀,综合考虑,弧-直型导流板为最优结构;数目13块的弧-直型导流板结构有利于改善SCR反应器壁面飞灰沉积情况;飞灰颗粒对SCR反应器内流场有一定影响,但改变较小,在实际运行中应进行相应吹灰处理.     

SCR脱硝反应塔流场数值模拟研究

选择性催化还原烟气脱硝（Selective Catalytic Reduction,SCR）技术是目前应用最为广泛的烟气脱硝技术,但由于进入催化剂层的烟气气流分布不均匀而导致价格高昂的催化剂得不到充分利用,增加了运行成本.因此,改善SCR脱硝反应塔内的气流分布均匀性,提高催化剂的利用效率,具有很大的现实意义和市场价值.文中通过数值模拟研究了SCR脱硝反应塔内导流板的结构布置对气流分布均匀性、喷氨后的混合效果、压力损失的影响,提出4种导流板加装方案,并确定了最优方案.     

电站锅炉SCR烟气脱硝系统优化数值模拟

针对某电厂300MW锅炉的选择性催化还原(SCR)反应系统,采用计算流体力学软件对不同结构下SCR反应器的脱硝特性进行了数值模拟,分析了导流板布置对SCR反应器内流场分布均匀性的影响,研究了不同布置方案下SCR反应器内氨氮物质的量比(简称氨氮比)分布的规律.结果表明:烟道内无导流板时,SCR反应器内的流场和NH3体积分数分布严重不均,SCR反应器的脱硝效率较低,氨逃逸率较高;采用初始方案,SCR反应器内的流场改善较大,但是第一层催化剂入口处氨氮比分布偏差大于5%;采用最终方案,第一层催化剂入口处的速度偏差为3.84%,氨氮比分布偏差为3.79%,SCR反应器的脱硝效率达到83%,NH3逃逸率低于5×10-6.     

SCR脱硝系统静态混合器数值模拟

基于数值模拟方法,研究SCR脱硝系统导流板优化布置后,静态混合器不同半径、不同安装角设计方案对催化剂入口截面处氨气摩尔浓度和速度分布的影响。结果显示,半径1.0 m、安装角30°情况下催化剂入口截面氨气摩尔浓度偏差小于5%、速度偏差小于15%,氨气和烟气混合较均匀,满足SCR脱硝系统设计要求。     

关于锅炉SCR烟气脱硝反应器整流装置和烟道导流板采用流场模拟优化设计的探讨

SCR烟气脱硝反应器的性能主要取决于进入脱硝反应器内的NOx与NH_3的混合均匀度及混合气体在进入第1层催化剂前温度、速度分布的均匀性和烟气进入催化剂前流向角偏。以某燃煤锅炉烟气脱硝工程的SCR装置为研究对象,采用数值模拟方法研究反应器内烟气的流动分布,在此基础上,对导流板及整流格栅进行简化,在保证混合气体在进入第1层催化剂前流向角偏差小于10°,提高了脱硝反应器的性能,进一步优化了SCR反应器的运行。     

SCR脱硝系统流场数值模及优化

电厂SCR系统烟气流动情况会影响整个系统脱硝效果及系统运行。针对某660 MW燃煤锅炉的选择性催化还原(SCR)系统,应该Fluent软件对该系统进行了数值模拟,分析了导流板布置对SCR系统内流场分布均匀性的影响。结果表明,在适当的位置加装一定数量和结构的导流板,能够在很大程度上改善SCR系统内烟气流动的均匀性,以提高了催化效率。研究结果对脱硝系统内的导流设计和改进提供了参考。     

基于CFD的选择性催化还原烟气脱硝流场优化

SCR反应器内流场的均匀性直接影响还原剂与NO_x的混合效果,从而影响脱硝效率。喷氨格栅(AIG)上游截面和首层催化剂入口截面的标准速度偏差是衡量SCR反应器内流场均匀性的重要指标。应用Fluent18.0软件对某660MW超临界燃煤机组的SCR反应器内烟气流动情况进行模拟,采用不同形状的导流板对SCR反应器内弯头和变截面处的"低速三角区、高速冲刷区和低速回流区"进行优化。优化结果表明,采用不同形状的导流板可以有效抑制烟道弯头和变截面处速度分离的现象。空塔时,AIG上游标准速度偏差57.91%,催化剂入口标准速度偏差为90.45%;优化后,AIG上游标准速度偏差为9.48%,催化剂入口标准速度偏差为8.74%。     

SCR脱硝反应器入口导流板设计优化分析

随着我国对NOx排放标准的不断提高,单纯依靠燃烧过程控制已不能满足国家标准要求,因此国家也相应出台了一系列控制燃煤电厂NOx排放的法律、法规和政策,促使我国加快燃煤电厂烟气脱硝装置的建设。SCR脱硝技术具有脱硝效率高、运行可靠等优点,已得到了广泛应用。文中主要介绍燃煤电厂SCR脱硝反应器入口导流板对SCR脱硝反应器流场的优化作用及入口导流板设计优化分析,对SCR脱硝反应器入口导流板的设计原则及优化分析等进行了一定的阐述。     

双变截面SCR脱硝系统速度场及浓度场优化研究

针对某电厂1 000 MW塔式锅炉SCR脱硝系统首层催化剂速度场和浓度场相对标准偏差系数较大的问题,建立了其SCR脱硝系统的三维模型,并通过数值模拟研究了该系统双变截面烟道处导流板的布置方式对流场的影响规律。通过比较不同导流板方案下的结果,对其烟道结构进行改造,得到了最佳的导流板布置方式,确定了喷氨格栅的合理尺寸。结果表明:通过分区喷氨的方式将首层催化剂的氨气浓度相对标准偏差系数降至2.32%,保证了催化剂各孔道反应物的均等分布,提高了脱硝效率。     

导流板影响SCR脱硝烟道气动性能数值研究

为研究300MW电厂SCR脱硝烟道内部气动流场,采用数值模拟方法,在获得原始流场烟气分布规律的基础上,分析了入口段扩张流道导流板对速度场的影响。结果表明:导流板可以很好的改善扩张流道内烟气的流动性能,一定程度上均化了催化剂前的速度分布,随着导流板数量的增加,扩张流道出口的速度偏差系数逐渐减小,而催化剂前的逐渐增大,其中在减小反应器中间高速区方面,最佳方案为Case 2。     

基于CFD的脱硫塔烟道导流板结构优化

针对某种结构的脱硫塔烟道导流板进行优化分析,通过分析不带导流板和带导流板的烟气流场从而得到导流板对烟气均匀性的影响重要性,并在此基础上从导流板的间距布置、板个数以及导流板的形状这3个方面进行了分析研究,从而得到最佳结构方案:间距布置为等比例间距,个数为3片的直弧直段导流板能够起到最佳的导流作用,使得烟气的均匀性提高到18.11%。     

选择性催化还原烟气脱硝反应器流场的模拟优化

为改善反应器的性能,分析了影响选择性催化还原(SCR)反应器性能的因素及其关系,阐明了流场均匀性对提高SCR反应器运行性能的重要性,指出优化流场是提高SCR反应器性能的有效措施.以一台660MW机组为例,对其SCR反应器入口烟道和反应器导流部件进行了模拟优化设计,得出了流场优化设计布置方案.结果表明:通过优化布置,可以提高喷氨格栅(AIG)截面和催化剂入口截面速度分布的均匀性,从而改善SCR反应器的运行性能.     

650 MW机组SCR脱硝系统喷氨装置协调优化

山东某电厂650 MW燃煤机组SCR(selective catalytic reduction)脱硝系统氨气逃逸率较大,导致催化剂的堵塞、失活及中毒。通过FLUENT数值模拟建立三维脱硝系统模型,模拟了在反应器顶部不同导流板数量及喷氨速度下SCR系统流场分布,通过对结果的分析比较,得出适当增加导流板组数和合理差异化的调整各喷口喷氨速度能够使第一层催化剂入口的NH3浓度、NOx浓度及NH3/NOx分布更加均匀化合理化,很好的满足了设计和运行的双重检测,为SCR脱硝系统的协调优化和机组运行的稳定性提供了实际参考价值。     

锅炉烟气再加热低温热风技术探讨

介绍1种烟气脱硝锅炉热风再加热装置,主要用于加热低温的锅炉热风,以便在氨水蒸发器内用于蒸发氨水为氨气,供SCR反应器内脱除锅炉烟气中的氮氧化物。     

导流板对脱硫塔除雾器前烟气流场的优化模拟

以湿法烟气脱硫塔为研究对象,对脱硫塔整体结构进行合理的建模和简化。基于Fluent软件平台,在烟道出口处采用几种不同的导流板布置方案,并对各方案脱硫塔内流场进行数值模拟,分析比较不同方案下流场均匀性和压降。结果表明:烟道出口前设置导流板能显著改善出口截面的流场分布及压力分布,不同出口导流板结构对出口流场分布影响程度不同,为选择最优导流板布置形式提供了理论指导。     

喷氨格栅处烟气速度场对高效SCR均流与还原剂混合性能的影响

随着SCR脱硝效率的上升,喷氨格栅(AIG)处烟气速度场在SCR均流与混合技术中变得越来越重要.以某高效电站SCR为研究对象,利用经冷态模型校验过的SCR数值模型,分析AIG处烟气速度场10种典型变化对电站SCR系统内均流与还原剂混合性能的影响.结果显示,对高脱硝效率的SCR系统,AIG处烟气速度场变化对催化剂入口界面上氨氮比分布影响很大,对入口界面上速度场也有一定影响.设计中控制AIG处烟气流速不均匀性可以提高SCR内均流与混合的品质.在AIG处流速不均匀性控制得较好的高效SCR中,随着AIG处流速不均匀性上升,催化剂入口界面上氨氮比不均匀性增大;AIG处速度场与催化剂处速度场具有相似性.     

SCR系统优化运行数值模拟研究及试验验证

对600 MW燃煤电站SCR系统流场进行优化并试验验证,首先诊断基于原导流板方案下系统喷氨格栅及首层催化剂入口截面内的速度、浓度分布标准偏差,根据诊断结果进行导流板优化方案设计,并研究导流板优化后系统运行特性,最后设计冷模试验进行对比验证。结果表明:导流板优化方案能够有效改善流场、浓度场分布均匀性,AIG截面内流场均匀性相对改善量达54.08%,首层催化剂入口截面内速度、浓度均匀性相对改善量分别为71.79%和61.17%,冷模试验结果与数值模拟结果吻合良好,最大偏差仅为4.44%,合理的导流板优化布置有助于提升SCR系统的运行性能。     

SCR尿素热解炉优化的数值模拟

以采用选择性催化还原法(SCR)的尿素热解炉为研究对象,对炉内烟气速度场、氨气浓度场进行数值模拟,结果表明烟气入口的弯管结构造成热解产物(NH_3)浓度在一定范围出现不均匀。针对这一问题,分别采用添加整流器、增加烟气引入管长度、同时添加整流器和增加烟气引入管长度的三种改进方案。结果显示:同时添加整流器和增加烟气引入管长度的改进方案效果最好,有利于氨气浓度分布均匀,提高脱硝效率。     

改进型(SNCR+SCR)混合脱硝工艺气液多组分混合特性的数值模拟

提出了改进型(SNCR+ SCR)混合法脱硝工艺,建立了省煤器出口烟道NH3逃逸的摩尔分数分布模型和SCR入口烟道流场均流导流组件模块装置,基于Fluent平台,对大型燃煤锅炉改进型(SNCR+ SCR)混合脱硝工艺在锅炉转向角处还原剂液滴与烟气的混合过程进行数值模拟,并进一步掌握SNCR后段烟气流场的氨氮混合特性和分布特性,同时考虑了混合过程与复杂温度场的相互作用,并探讨了其对SCR反应段的脱硝效果影响.计算结果表明,在喷枪位置固定条件下,传统SNCR反应区脱硝效率在尿素溶液喷射初期随喷射量增加而增大,但不是线性关系,当氨氮物质的量之比大于1.15后,增长减缓,且氨逃逸量与增加的尿素溶液量也非线性关系,改进型工艺在转向角补充尿素溶液喷射后,省煤器出口NH3摩尔分数与补充尿素溶液流量呈线性关系,大大降低了尿素耗量,新型均流导流组件解决了SCR反应器入口界面的回流、二次流以及入射角过大问题,优化后催化剂入口界面烟气速度标准偏差小于10％,浓度场偏差小于5％,在(SNCR+ SCR)脱硝总效率70％条件下,综合考虑漏氨,氨氮物质的量之比可控制在1.5以下.最后通过应用该模型计算实际燃煤机组电厂运行反馈信息来验证数学模型的正确性和可靠性.     

650MW电厂SCR脱硝系统喷氨装置协调优化

山东某电厂650MW燃煤机组SCR（selective catalytic reduction）脱硝系统氨气逃逸率较大,导致催化剂的堵塞、失活及中毒。通过FLUENT数值模拟建立三维脱硝系统模型,模拟了在反应器顶部不同导流板数量及喷氨速度下SCR系统流场分布,通过对结果的分析比较,得出适当增加导流板组数和合理差异化的调整各喷口喷氨速度能够使第一层催化剂入口的NH₃浓度、NO_X浓度及NH₃/NO_X分布更加均匀化合理化,很好的满足了设计和运行的双重检测,为SCR脱硝系统的协调优化和机组运行的稳定性提供了实际参考价值。