某电厂锅炉选择性催化还原脱硝装置数值模拟研究

摘要

随着燃煤机组大气污染物排放要求的提高,脱硝性能诊断与流场优化成为近年来的热点和难点问题,通过数值模拟方法对燃煤锅炉选择性催化还原(SCR)脱硝装置内的流动进行分析是对SCR装置性能进行诊断和优化的有效手段.针对上述问题,对某600 MW亚临界燃煤锅炉SCR装置在不同负荷下的流场进行了计算分析,在计算中采用二方程k-ε模型模拟湍流,利用多孔介质模型实现催化剂床层的模拟.利用催化剂前和脱硝出口处的烟气流速测量结果以及催化剂实际磨损情况对计算结果进行了校核,计算结果与实际情况吻合良好,催化剂前截面烟气Y方向速度计算值和试验值的最大相对偏差小于7.7％(设计值要求＜10％),表明所采用的数值模拟方法以及采用多孔介质模型计算催化剂层作用能够有效地评估SCR装置内的复杂流场.不同负荷的流场计算结果表明,该SCR装置总体流动情况良好,流场稳定性、阻力特性等均能满足设计要求,但尾部导流板对烟气的导流作用较差.根据计算结果提出了导流板优化方案,导流板改造前试验测量区域流速相对标准偏差为0.262,改造后相对标准偏差降低至0.142,改造后SCR反应器前截面流场均匀性得到有效改善,100％负荷时脱硝系统阻力降低6％,按年利用小时5000h计算,年经济效益10万元.所述流场优化方案对同类工程实践有一定的参考价值.