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。     

基于响应面法的SCR流场优化设计与数值模拟

为了降低气流进入SCR反应器的速度分布偏差,优化脱硝系统内部流场,采用数值模拟的方法,以国内某600 MW锅炉脱硝系统为原型,按照1:1的尺寸构造数值模拟几何模型,通过响应面法制定多种不同方案来进行模拟研究。模拟结果表明:脱硝系统不加装导流装置时,第一层催化剂上方1m处气流速度分布偏差为52.21%;当加装导流装置并采用最优方案后这一指标降低为10.6%,且导流板D对于气流均匀性的影响最为明显。最后通过搭建1:20实验台模型进行验证实验,实验结果与模拟结果一致,对于脱硝系统导流装置的布置安装有一定的指导意义。     

基于蒙特卡洛算法的SCR脱硝性能影响因素分析

为分析入口参数不均匀分布对选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)反应器脱硝性能的影响,通过MATLAB编程的方法建立了SCR脱硝反应三维数值模型。采用蒙特卡洛算法生成入口边界,以此调用模型,研究入口速度、温度及氨氮比分布不均条件下脱硝效率及氨逃逸率的变化规律。结果表明：当入口速度超过1.5 m/s,速度偏差对脱硝效率及氨逃逸率的影响较为显著,在入口速度为4 m/s时将速度偏差由0增大到80%,脱硝效率由46.77%降低到44.67%,而氨逃逸率由8.31%增加到12.57%;不同温度偏差变化区间对脱硝性能影响不同,当温度偏差小于10%时脱硝效率主要受到反应温度的影响,而当温度偏差大于10%时温度偏差成为影响脱硝效率的主要因素;氨氮比主要影响氨逃逸率,当氨氮比由0.8增大到1.2时,氨逃逸率由0.55%增大到1.02%,而脱硝效率由42.5%增大到57.23%。     

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。     

生物质锅炉SCR外置烟道导流板设计仿真研究

为优化SCR外置烟道内的烟气流场,开展了导流板设计的仿真研究。计算结果表明,初始设计方案下脱硝反应器入口的速度不均匀系数高达93.7%。基于数值仿真结果与理论分析,确定了合理的导流板布置方案。优化后,SCR外置烟道阻力为69.4 Pa,脱硝反应器入口速度不均匀系数下降至14.7%。给出的SCR外置烟道的导流板优化方案,可为流场优化的工程设计提供技术指导。     

基于数值模拟的水煤浆锅炉SCR脱硝系统流场优化

以水煤浆锅炉SCR脱硝系统为研究对象,以FLUENT模拟计算为手段,探究了合理的导流板设计对SCR反应系统流场及氨浓度分布的重要作用.结果 表明,加入导流板后,第一层催化剂上端速度分布偏差和氨浓度分布偏差分别为14.32％和4.86％,压降为893 Pa,满足预期目标.进一步通过改变SCR出口水平烟道导流板长度及角度,...     

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。     

SCR脱硝反应器内烟气与氨均混的数值模拟

为了改善选择性催化还原(SCR)脱硝反应器内烟气与氨气的混合效果,提出3种导流板布置方案,应用数值模拟方法分析了导流板布置方式对SCR反应器内烟气流场与氨浓度分布的影响.分析结果表明:不同的导流板布置方式对烟气与氨气混合效果具有重要影响,采用3块导流板不均匀布置的方案具有最佳的混合效果.     

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。     

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。     

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.     

电站锅炉SCR系统流场的冷态试验与数值模拟的研究

采用冷态试验和数值模拟相结合对某电厂660 MW燃煤锅炉SCR脱硝系统中整流格栅、多孔板、导流板的设计方案进行了速度场和浓度场分布及压降的研究。结果表明数值模拟结果和冷态试验结果较为吻合。其中AIG上游速度分布CV值为15.4%,催化剂入口速度分布CV值为8.1%,浓度场CV值为5.7%,满足系统设计要求。催化剂入口处安装整流格栅可以优化进入催化剂层的气流方向,使烟气垂直进入催化剂层。     

CFD数值模拟在660MW燃煤发电厂烟气脱硝工程中的应用

结合华东地区某电厂2×660 MW机组SCR烟气脱硝工程,通过CFD数值模拟,对脱硝系统烟道中的均流装置进行优化设计,使喷氨格栅及催化剂层入口烟气流场达到了设计要求,系统阻力降也控制在设计范围之内。     

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.     

国内首台火电机组省煤器分级改造提高SCR入口烟温实践

北仑电厂2号锅炉低负荷时省煤器出口烟温过低,不能保证机组的脱硝投运率,通过省煤器的分级改造,提高了SCR入口烟气温度,既满足了脱硝设备的烟温要求,又不影响锅炉热效率,为国内同类机组脱硝改造提供了借鉴.     

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.     

大型高温选择性还原反应器的结构设计

介绍了600 MW机组使用的大型高温选择性还原反应器的结构设计要点,根据流体力学分析,确定了反应器进出口、导流器、喷氨装置的结构与布置,从而在整个空间范围内有效地控制烟气速度偏差和NH3/NOx摩尔比偏差,以满足脱硝反应的要求.运用计算机辅助工程进行结构和热应力分析,精确计算反应器强度与变形,以减小温差,降低热应力,以获得优化的反应器结构.     

Thermal Compensation Effect of Passage Arrangement Design for Inlet Flow Maldistribution in Multiple-Stream Plate-Fin Heat Exchanger

ABSTRACT

Passage arrangement design in fin channels is an efficient methodology for the reduction of the thermal deterioration influence of inlet flow maldistribution in multiple-stream plate-fin heat exchangers. In this work, the thermal compensation effects of passage arrangement design under different statistical parameters of inlet flow maldistribution are investigated. The inlet flow maldistribution in inlet header is analyzed and represented with distribution types, mean, and standard deviation of inlet mass flow rate entering the fin channels. A thermal calculation model based on integer–mean temperature difference method is established, and then, the passage arrangement under inlet flow maldistribution is optimized using a hybrid particle swarm algorithm. The thermal compensation effects for different inlet flow maldistributions and passage arrangements are calculated and compared. The results indicate that the compensation effect of optimization design of passage arrangement increases from 1.1% to 3.9% as the standard deviation of inlet mass flow rate increases from 0.06 kg/s to 0.12 kg/s. The results presented in this study can be used by other researchers to guide the passage arrangement design of actual heat exchanger with inlet flow maldistribution.