省煤器煙道優(yōu)化在SCR煙氣脫硝中的應(yīng)用

李紫龍　劉洋　王濟(jì)平

摘 要：本文以某電廠SCR脫硝系統(tǒng)為例，研究增加省煤器出入口壓損來提高其旁路的高溫?zé)煔饬髁?，從而升高脫硝催化劑入口煙氣溫度，達(dá)到工程脫硝運(yùn)行需求條件。通過對(duì)省煤器內(nèi)布置不同方案的隔板進(jìn)行模擬優(yōu)化分析，得出了較優(yōu)的隔板布置方案，能夠滿足工程需求，優(yōu)化結(jié)果具有較強(qiáng)的示范意義。

關(guān)鍵詞：省煤器； 脫硝； 模擬； 旁路

0 引言

SCR脫硝系統(tǒng)催化劑入口煙氣溫度低于最低噴氨溫度時(shí)，可通過設(shè)置省煤器煙氣旁路將高溫?zé)煔庖鲆蕴岣呦到y(tǒng)煙氣溫度，從而達(dá)到脫硝溫度要求條件 [1，2]。工程中設(shè)置省煤器旁路后發(fā)現(xiàn)常有旁路高溫?zé)煔饬髁啃〉葐栴}發(fā)生，故需通過適當(dāng)增加煙氣經(jīng)過省煤器過程的壓損來提高旁路煙道的煙氣流量。本文以某電廠SCR脫硝系統(tǒng)為例，通過在省煤器過熱器出口調(diào)溫側(cè)布置不同方案的隔板來增加省煤器出入口阻力，從而提高省煤器旁路高溫?zé)煔饬髁亢痛呋瘎┤肟跓煔鉁囟?，以滿足脫硝工程實(shí)際要求的目的，數(shù)值模擬結(jié)果具有較強(qiáng)的示范意義。

1 模型概述

CFD是利用計(jì)算機(jī)求解流體流動(dòng)的各種守恒控制偏微分方程組的技術(shù)，通過建立相關(guān)離散點(diǎn)場(chǎng)變量之間的關(guān)系代數(shù)方程組，數(shù)值計(jì)算和圖像顯示后求解各方程組獲得場(chǎng)變量近似值，從而達(dá)到對(duì)不同物理化學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行分析的目的。本文的模型是按照比例為1：1而建立。模型主要采用六面體網(wǎng)格，模型計(jì)算基于Fluent模擬軟件進(jìn)行，計(jì)算模型為Realizable κ-ε湍流模型[3，4]。

2 模擬方案

本省煤器煙道優(yōu)化分析的目的是提高省煤器出入口的壓損值，以達(dá)到增加省煤器旁路高溫?zé)煔饬髁考按呋瘎┤肟跓煔鉁囟取Ｍㄟ^布置不同方案的隔板，模擬在負(fù)荷為50%BMCR和100%BMCR工況下，省煤器旁路高溫?zé)煔饬髁亢痛呋瘎┤肟跓煔鉁囟鹊仁欠衲軌驖M足脫硝工程實(shí)際需要。經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，在省煤器過熱器出口調(diào)溫側(cè)設(shè)計(jì)了四個(gè)方案的隔板布置方式，包括原省煤器未布置隔板的方案1共五個(gè)方案。

3 結(jié)果分析

3.1 省煤器內(nèi)增設(shè)不同隔板布置方案后壓損和旁路流量

在負(fù)荷分別為50%BMCR和100%BMCR工況下，通過對(duì)省煤器內(nèi)增設(shè)不同隔板布置的方案進(jìn)行數(shù)值模擬與分析，得出的省煤器出入口壓損和旁路高溫?zé)煔饬髁拷Y(jié)果如表2所示。從表2中可以看出，在省煤器過熱器出口調(diào)溫側(cè)無布置隔板的方案1時(shí)，在50%BMCR和100%BMCR工況下，旁路高溫?zé)煔饬髁糠謩e為73.2103Nm3/h和98.6103Nm3/h。增設(shè)隔板后，方案5時(shí)50%BMCR和100%BMCR工況下，省煤器旁路高溫?zé)煔饬髁糠謩e為119.7103Nm3/h和182.4103Nm3/h。

3.2 省煤器內(nèi)增設(shè)不同隔板布置方案后催化劑入口煙氣平均溫度

在負(fù)荷為50%BMCR 和100%BMCR工況下，增設(shè)不同隔板布置方案后的催化劑入口煙氣平均溫度的模擬結(jié)果如表3所示。從表3中得出，方案1催化劑入口煙氣平均溫度在負(fù)荷為50%BMCR 和100%BMCR工況下分別為292℃和301℃，但經(jīng)布置隔板后，方案5催化劑入口煙氣平均溫度在負(fù)荷為50%BMCR 和100%BMCR工況下分別為316℃和327℃，達(dá)到了催化劑最低噴氨溫度的工程需求，因進(jìn)一步提高噴氨溫度會(huì)增加省煤器出入口壓損，故滿足催化劑最低噴氨溫度即可，故方案5為較優(yōu)方案。

3.3 催化劑入口煙氣平均溫度流場(chǎng)分析

在省煤器過熱器出口調(diào)溫側(cè)布置了方案5隔板后，在負(fù)荷為50%BMCR工況下，經(jīng)省煤器旁路流出的高溫?zé)煔馀c低溫?zé)煔饣旌虾螅呋瘎┤肟诮孛鏌煔馄骄鶞囟葹?16℃，為滿足催化劑入口截面高低溫?zé)煔饣旌暇鶆虻囊?，?duì)其進(jìn)行了模擬，分析得出催化劑入口截面煙氣溫度分布偏差較小，高低溫?zé)煔饽軌蚓鶆虻鼗旌?，未出現(xiàn)嚴(yán)重分層現(xiàn)象。

4 總結(jié)

本文對(duì)省煤器過熱器出口調(diào)溫側(cè)布置不同方案隔板進(jìn)行了數(shù)值模擬與分析，對(duì)比了不同方案隔板對(duì)省煤器出入口壓損、旁路高溫?zé)煔饬髁恳约按呋瘎┤肟跓煔鉁囟鹊挠绊?，得到了如下結(jié)論：

（1）布置隔板能有效提高省煤器出入口壓損和旁路高溫?zé)煔饬髁?，方?隔板布置方式較優(yōu)。

（2）布置方案5隔板后催化劑入口煙氣平均溫度能夠達(dá)到脫硝最低噴氨溫度，催化劑入口截面溫度偏差較小，能夠滿足工程需求。

參考文獻(xiàn)：

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