日本一道一区二区视频,国产午夜亚洲精品国产成人,国产精品国产三级国产av主播 ,99热久久这里只精品国产99,99热久久这里只精品国产99

針對(duì)國(guó)內(nèi)某300MW燃煤機(jī)組SCR脫硝系統(tǒng)催化劑嚴(yán)重磨損失效問(wèn)題，提出了利用圓盤(pán)靜態(tài)混合器代替常規(guī)導(dǎo)流板的改造方案。采用工業(yè)性試驗(yàn)測(cè)試氣固兩相流場(chǎng)分布情況并依此確定邊界條件，利用計(jì)算流體力學(xué)方法對(duì)SCR脫硝系統(tǒng)中煙氣速度、煙塵速度、煙塵質(zhì)量濃度分布等規(guī)律進(jìn)行研究，最終將優(yōu)化方案應(yīng)用到脫硝改造工程中。

研究結(jié)果表明：催化劑的磨損主要是由煙道中煙塵摻混不均及最接近催化劑的導(dǎo)流板安裝不合理所致。豎直煙道中安裝圓盤(pán)靜態(tài)混合器可以使氣固兩相均勻分布，在較低的壓阻下解決SCR脫硝系統(tǒng)催化劑入口截面氣固兩相混合不均的問(wèn)題，有效延長(zhǎng)催化劑使用壽命。

受鍋爐與SCR脫硝反應(yīng)器空間布置的限制，煙道的非對(duì)稱(chēng)漸擴(kuò)、轉(zhuǎn)彎、轉(zhuǎn)彎處截面突變?cè)谌济簷C(jī)組SCR脫硝系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，由此產(chǎn)生了鍋爐省煤器出口至首層催化劑之間復(fù)雜的氣固兩相流動(dòng)，出現(xiàn)的偏風(fēng)、回流等問(wèn)題導(dǎo)致煙道壁附近形成流動(dòng)分離和煙道橫截面上形成二次流動(dòng)[1-3]，在慣性作用下，煙塵聚集在煙道外側(cè)，導(dǎo)致首層催化劑入口氣固兩相分布不均勻，局部催化劑嚴(yán)重磨損[4-6]。

目前多采用導(dǎo)向葉片、導(dǎo)流板、整流格柵等常規(guī)均流裝置對(duì)煙氣流速進(jìn)行均勻處理。DL/T5121—2000《火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》[7]中規(guī)定的等差間距導(dǎo)流板設(shè)計(jì)方法不能適應(yīng)多個(gè)板間通道內(nèi)煙塵均勻分配的要求。

文獻(xiàn)[8-9]通過(guò)調(diào)整Π型水平煙道導(dǎo)流板位置、減小下部導(dǎo)流板數(shù)量，同時(shí)增加撞擊式導(dǎo)流裝置，使Π型水平煙道煙塵質(zhì)量濃度相對(duì)均方根由0.331降低至0.241。文獻(xiàn)[10-11]提出一種迎風(fēng)面流線(xiàn)背風(fēng)面鈍體結(jié)構(gòu)的兩相均流板，采用數(shù)值模擬方法對(duì)比分析，相對(duì)于安裝傳統(tǒng)的導(dǎo)流板，煙塵濃度標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)下降10%～20%。文獻(xiàn)[12-13]利用數(shù)值計(jì)算方法優(yōu)化了催化劑上方的煙氣流速、煙氣入射角度及飛灰質(zhì)量濃度，提出了導(dǎo)流板的角度應(yīng)該與催化劑截面垂直的觀點(diǎn)。

為解決催化劑局部嚴(yán)重磨損的問(wèn)題，避免催化劑提前退役現(xiàn)象的發(fā)生，筆者利用圓盤(pán)靜態(tài)混合器，在較低的壓阻下改善了豎直煙道及催化劑上方截面氣固兩相流場(chǎng)的不均勻性，下文詳細(xì)介紹方案選擇及實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

1優(yōu)化方案與數(shù)值計(jì)算條件

某亞臨界300MW機(jī)組SCR煙氣脫硝系統(tǒng)于2014年投入使用，反應(yīng)器布置3層平板式催化劑，2016年發(fā)現(xiàn)催化劑磨損。根據(jù)工業(yè)性試驗(yàn)與數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果可知，該SCR脫硝系統(tǒng)流場(chǎng)均勻性良好，滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求[14]。

解決催化劑磨損的途徑在于改善催化劑上方截面的煙塵濃度及煙塵粒徑分布[15]，所提出結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案主要有：（1）省煤器出口安裝水平煙氣/煙塵提升板；（2）豎直煙道加裝圓盤(pán)靜態(tài)混合器；（3）豎直煙道上部彎頭處重新安裝4塊導(dǎo)流板。

為了保證準(zhǔn)確計(jì)算SCR反應(yīng)器入口煙氣流速與煙塵濃度，本文采用工業(yè)性試驗(yàn)方法獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，以確定省煤器出口非均勻邊界條件。具體步驟：

（1）根據(jù)GB/T16157—1996《固定源排氣中顆粒和氣態(tài)污染物的采樣方法》的規(guī)定，在某300MW機(jī)組省煤器出口位置現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行相關(guān)測(cè)量；

（2）將試驗(yàn)所獲數(shù)據(jù)用于模型邊界條件的設(shè)定，省煤器出口煙氣參數(shù)如圖1所示；

（3）根據(jù)省煤器出口的煙氣流速場(chǎng)及煙塵濃度場(chǎng)分布，以相似準(zhǔn)則為依據(jù)，將省煤器出口截面對(duì)應(yīng)劃分為多個(gè)入口，結(jié)合省煤器出口各區(qū)域參數(shù)，為每一個(gè)入口設(shè)定不同的邊界條件，以此建立省煤器出口非均勻邊界條件[16-17]。

采用Euler-Lagrange方法雙向耦合煙氣、煙塵流動(dòng)，利用隨機(jī)軌道模型考慮煙氣脈動(dòng)速度對(duì)煙塵運(yùn)動(dòng)的影響[18-20]，省煤器、SCR反應(yīng)器出口設(shè)為煙塵逃逸，煙塵與煙道壁面及導(dǎo)流板之間的碰撞設(shè)為彈性碰撞，碰撞恢復(fù)系數(shù)依據(jù)文獻(xiàn)[10]提出的經(jīng)驗(yàn)公式模擬。

2導(dǎo)流裝置優(yōu)化前后均流效果的對(duì)比分析

2.1煙氣、煙塵均勻效果對(duì)比分析

分別對(duì)原方案（常規(guī)導(dǎo)流板）、安裝圓盤(pán)靜態(tài)混合器、混合器與水平方向夾角（α=30°、α=45°、α=60°）等不同情況進(jìn)行模擬，具體方案如表1所示。以催化劑上方0.5m的位置作為考核截面，采用ANSYSFLUENT18.1軟件Reports選項(xiàng)中StandardDeviation（標(biāo)準(zhǔn)偏差）及Area-weightedAverage(面積加權(quán)平均)的比值計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Cv，計(jì)算結(jié)果如圖2所示。由圖2可見(jiàn)：

（1）加裝圓盤(pán)靜態(tài)混合器后速度均勻性稍微變差，但速度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差都在15%以下，即速度均勻性仍良好；

（2）在催化劑上方截面，煙塵質(zhì)量濃度分布優(yōu)劣順序?yàn)榉桨?、方案1、方案3、原方案，也即通過(guò)加裝圓盤(pán)靜態(tài)混合器均勻催化劑上方截面氣固兩相流，可以大幅度降低煙塵濃度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，如方案2煙塵質(zhì)量濃度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（70.20%）與原方案煙塵質(zhì)量濃度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（87.11%）相比，降低了16.91個(gè)百分點(diǎn)；

（3）加裝圓盤(pán)靜態(tài)混合器后，SCR脫硝系統(tǒng)壓損不大于性能保證值700Pa，也即壓損增加不大，為25.37Pa～68.67Pa，在可接受的范圍內(nèi)。

2.2安裝圓盤(pán)靜態(tài)混合器后SCR系統(tǒng)內(nèi)氣固兩相運(yùn)動(dòng)特征

以α=45°圓盤(pán)靜態(tài)混合器為例，與原方案常規(guī)導(dǎo)流板對(duì)比，氣固兩相運(yùn)動(dòng)特性模擬結(jié)果如圖3所示。

根據(jù)圖3a）、b）可知，采用原方案常規(guī)導(dǎo)流板時(shí)，水平煙道內(nèi)的氣流發(fā)生偏斜，高速氣流貼附于煙道下壁面流動(dòng)，上壁面煙氣不能再繼續(xù)沿壁面流動(dòng)，上壁面附近出現(xiàn)回流區(qū)，水平煙道出現(xiàn)二次流動(dòng)。通過(guò)省煤器出口水平煙道內(nèi)兩組煙氣/塵抬升板的裝設(shè)，煙道內(nèi)氣流的死區(qū)旋渦現(xiàn)象得到改善。

煙氣繞流圓盤(pán)靜態(tài)混合器時(shí)，其流通面積經(jīng)歷了先縮小后放大的過(guò)程，煙氣流速產(chǎn)生先增大后減小的現(xiàn)象，煙氣攜帶煙塵呈噴射狀態(tài)進(jìn)入豎直煙道。由圖3c）、d）可見(jiàn)，高煙塵濃度區(qū)域主要集中在水平煙道底部、豎直煙道遠(yuǎn)鍋爐側(cè)、導(dǎo)流板內(nèi)弧貼壁處，導(dǎo)流板外弧貼壁處形成低煙塵濃度區(qū)。

安裝圓盤(pán)靜態(tài)混合器后，豎直煙道中煙塵在圓盤(pán)靜態(tài)混合器之間以及圓盤(pán)與遠(yuǎn)鍋爐側(cè)煙道壁之間的通道內(nèi)形成了煙塵富集的現(xiàn)象。與此同時(shí)，圓盤(pán)靜態(tài)混合器的背風(fēng)面出現(xiàn)了大范圍的低煙塵濃度區(qū)。由于圓盤(pán)靜態(tài)混合器的作用，在豎直煙道內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)的渦街，隨著渦街的逐漸耗散，煙塵濃度逐漸變得均勻。

3導(dǎo)流裝置優(yōu)化的工程應(yīng)用

3.1上部彎頭導(dǎo)流板優(yōu)化

由圖3c）、d）可見(jiàn)，在圓盤(pán)靜態(tài)混合器產(chǎn)生的旋渦作用及上部彎頭導(dǎo)流作用下，反應(yīng)器靠近及遠(yuǎn)離鍋爐側(cè)的低煙塵濃度區(qū)域減小，但由于上部彎頭內(nèi)弧第1塊導(dǎo)流板設(shè)置不合理，豎直煙道中貼附于遠(yuǎn)鍋爐側(cè)的煙塵會(huì)直接運(yùn)動(dòng)到內(nèi)弧第1塊導(dǎo)流板下部，使得反應(yīng)器近鍋爐側(cè)出現(xiàn)一股高煙塵濃度氣流。

方案1～3上部彎頭第1塊導(dǎo)流板由2塊直板構(gòu)成，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，給出了方案4，也即第1塊直板長(zhǎng)度由300mm降至150mm。第1塊直板長(zhǎng)度的減小使煙塵在上部彎頭內(nèi)弧2塊導(dǎo)流板通道中的分配更加合理，煙塵在催化劑上方截面向遠(yuǎn)鍋爐側(cè)遷移，與方案2相比，優(yōu)化后的方案4煙氣速度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差由8.92%降低至8.70%，煙塵濃度的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差由70.20%降低至69.31%，煙氣壓損由607.27Pa降低至606.89Pa。

方案4的煙塵濃度云圖如圖4所示。某300MW機(jī)組以方案4作為SCR脫硝優(yōu)化改造的最終方案。

3.2工業(yè)性試驗(yàn)結(jié)果及其與數(shù)值模擬結(jié)果的比較

在機(jī)組停爐檢修期間，按照方案4實(shí)施了SCR脫硝系統(tǒng)改造，同時(shí)對(duì)損壞的部分催化劑進(jìn)行更換。為了驗(yàn)證數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性及導(dǎo)流裝置改造的可行性，使用微壓計(jì)和嶗應(yīng)3012H型自動(dòng)煙塵（氣）測(cè)試儀對(duì)該300MW燃煤機(jī)組SCR脫硝系統(tǒng)催化劑上方截面的1m、2m、3m3個(gè)深度位置的煙氣流速、煙塵濃度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。以反應(yīng)器左墻為例，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與數(shù)值模擬結(jié)果如圖5所示。

由圖5a）可見(jiàn)，優(yōu)化后的煙氣流場(chǎng)較均勻，與優(yōu)化前基本一致，流場(chǎng)無(wú)明顯變化。由圖5b）可見(jiàn)，優(yōu)化后催化劑上方截面煙塵濃度分布均勻性明顯改善，距離左、右墻3m深度位置，煙塵質(zhì)量濃度分別由27.11g/m3和31.54g/m3降低至21.95g/m3和25.22g/m3以下，達(dá)到了優(yōu)化的預(yù)期效果。

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果分別計(jì)算煙氣流速與煙塵濃度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果如表2所示。由表2可知，二者平均誤差分別為5.568%、-8.748%，均在工程誤差允許范圍之內(nèi)。

4結(jié)語(yǔ)

本文利用數(shù)值模擬方法詳細(xì)計(jì)算了某300MW燃煤機(jī)組SCR煙氣脫硝系統(tǒng)內(nèi)氣固兩相流動(dòng)情況，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，模擬結(jié)果與測(cè)試結(jié)果吻合較好。研究結(jié)果表明：在煙氣流場(chǎng)滿(mǎn)足要求的前提下，SCR煙氣脫硝系統(tǒng)內(nèi)部加裝圓盤(pán)靜態(tài)混合器及導(dǎo)流板改造可以降低催化劑上方煙塵濃度的不均勻程度，提高大粒徑煙塵摻混程度，由此可緩解催化劑的局部磨損。

數(shù)值計(jì)算結(jié)果顯示，與改造前相比，采用均勻布置14塊圓盤(pán)，其直徑1m、傾斜角度45°，配合上部彎頭導(dǎo)流板改造，催化劑上方煙塵濃度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差可降低17.81個(gè)百分點(diǎn)，煙氣流速相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差增加0.28個(gè)百分點(diǎn)，煙氣壓損增加42.05Pa，改造成果顯著。本文方案可供有類(lèi)似問(wèn)題的電廠參考。