余热锅炉中SCR反应器的新型布置形式及其效果

摘要

国内电站实际应用SCR（选择性催化还原）烟气脱硝技术过程中，经常出现中、低负荷下SCR反应器入口烟温低于SCR催化剂的最佳反应温度窗口，严重时甚至低于正常反应温度等问题，导致SCR反应器运行效率明显偏低，严重影响余热锅炉的脱硝效率、NOx排放浓度和氨逃逸率。因此，需要在不影响余热锅炉整体运行下，有效提高SCR反应效率，维持SCR催化剂的较高活性，保证原SCR反应器系统高效稳定运行的是很有必要的。
　　本文系统的介绍了选择性催化还原SCR的反应机理及本文SCR的各个系统的概况。采用CFD数值模拟软件对实际流场进行模拟，介绍了SCR系统所采用的数值模拟方法基础以及其控制方程，并对本文计算所采用的k-ε湍流模型以及多孔介质模型进行简介。
　　通过热力计算分析对比分析了高压过热器及高压蒸发器两种不同方案下主要热力参数的变化并根据工程实际情况建立了SCR脱硝反应器的模型图，分析了夏季运行工况，50％负荷情况下各个烟气参数，对SCR脱硝反应器流场模拟计算时的有关设置进行了说明。介绍了评价SCR脱硝反应器效果的两个指标，即流场均匀性和温度场均匀性指标。
　　以数值模拟为基础，对不同角度的高温烟气旁路下，不同的烟气喷射速度进行模拟分析，通过对SCR反应器平面图的温度场等值线图进行分析得出，在不同的角度的高温烟气旁路下，选取两个具有代表性的截面进行温度分布偏差及速度分布偏差进行分析，得出在旁路喷射速度v=1.0～3.0m/s区间内，入射角度为20°时，AIG段及催化剂层内的温度和速度分布均处于一个较好的区间，为高温旁路的设计提供参考依据。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 课题研究的意义

1．3 选择性催化还原(SCR)国内外研究现状

1．3．1 国外学者在选择性催化还原方面的研究概况

1．3．2 国内学者在选择性催化还原方面的研究概况

1．4 本文的研究内容及方法

第2章 选择性催化还原技术

2．1 选择性催化还原技术的原理

2．2 选择性催化还原和非选择性催化还原比较

2．3 本文脱硝系统的介绍

第3章 数值模拟基础

3．1 引言

3．2 数值模拟方法

3．2．1 基本假设

3．2．2 控制方程

3．2．3 湍流模型

3．3 本章小结

第4章 烟温优化调整方案的分析研究

4．1 引言

4．2 余热锅炉结构

4．3 余热锅炉热力参数表

4．3．1 背压工况

4．3．2 纯凝工况

4．3．3 最大连续工况

4．3．4 夏季运行工况

4．3．5 ISO运行工况

4．4 烟温优化调整方案的设计

4．4．1 高压过热器烟气旁路方案

4．4．2 高压蒸发器烟气旁路方案

4．5 方案对比分析

4．5．1 高压过热器旁路方案

4．5．2 高压蒸发器旁路方案

4．5．3 两种方案的对比分析

4．6 本章小结

第5章 SCR脱硝系统入口烟道数值模拟优化

5．1 引言

5．2 计算模型、网格及边界条件

5．2．1 计算模型

5．2．2 几何结构

5．2．3 烟气参数

5．2．4 计算域及计算网格

5．2．5 边界条件

5．2．6 设置求解控制参数

5．3 流场和温度场的优化评价

5．3．1 速度分布均匀性

5．3．2 温度分布均匀性

5．4 本章小结

第6章 不同旁路喷射角度及速度的数值分析

6．1 引言

6．2 不同旁路喷射角度温度场的分布

6．2．1 旁路喷射角度为-30°的温度场分布

6．2．2 旁路喷射角度为-10°的温度场分布

6．2．3 旁路喷射角度为0°的温度场分布

6．2．4 旁路喷射角度为20°的温度场分布

6．3 不同喷射角度及速度数据分析

6．3．1 速度场分布

6．3．2 温度场分布

6．4 本章小结

第7章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢