基于CFD的SCR脱硝装置整流格栅优化设计_林钢.pdf

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1、2011年9月控制工程Sep．2011第18卷增刊ControlEngineeringofChinaVol．18，S1文章编号:1671-7848(2011)S1-0097-03基于CFD的SCR脱硝装置整流格栅优化设计1122林钢，金强，许媛媛，袁景淇(1．上海电气石川岛电站环保工程有限公司，上海201612;2．上海交通大学自动化系系统控制与信息处理教育部重点实验室，上海200240)摘要:整流格栅作为选择性催化还原(SCR)脱硝系统中控制催化剂层上方烟气速度矢量方向的功能组件，起到避免与竖直流通方向成交大角度的高速烟气冲蚀催化剂层和防止烟气中飞灰颗粒物损伤催化剂层的重要所用。采用三维

2、计算流体力学仿真工具，对与烟气速度矢量方向控制密切相关的整流格栅结构进行了优化设计。首先研究了在极限入射角的情况下，计算得出得到满足系统设计要求的整流格栅的最优高度(厚度)。然后，研究了整流格栅安装位置对催化剂层上方烟气速度矢量方向的影响和预防飞灰颗粒物堵塞催化剂层。CFD仿真结果表明，优化设计下的整流格栅能减小烟气速度矢量方向与竖直流通方向的夹角以及减少烟气飞灰中颗粒物的运动方向与竖直流通方向的夹角，从而起到减弱飞灰颗粒物对催化剂层的冲蚀、延长催化剂寿命的作用。关键词:选择性催化还原;烟气脱硝;整流格栅;计算流体力学中图分类号:TP27文献标识码:AOptimalDesignoftheS

3、traightenerGridsforSCR-DeNOxFacilityBasedOnCFDSimulations1122LINGang，JINQiang，XUYuan-yuan，YUANJing-qi(1．SEC-IHIPowerGenerationEnvironmentProtectionEngineeringCoLtd，Shanghai201612，China;2．DepartmentofAutomation，andKeyLaboratoryofSystemControlandInformationProcessing，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shang

4、hai200240，China)Abstract:ThestraightenerinSCRfluegasDe-NOxsystemisregardedastheimportantcomponenttopreventcatalystlayersfromde-structioncausedbyparticlerichfluegas．ThreedimentionalCFDsimulationsarecarriedoutforoptimizingthestructureandtheinstalla-tionlocationofthestraightenerinSCR-DeNOxsystem，focu

5、singondampingthevelocitydirectionsotherthantheverticalone．Theheight(thickness)andtheinstallationlocationofthestraightenerarefoundtwokeyparameterswhicharedeterminedwithmaximizationoftheverticaldirectionsastheobjective．TheCFDsimulationresultsshowthattheoptimaldesignmayrectifytheflowpatterntoquasiplu

6、gflow．Therefore，itmayreducetheerosioneffectofflyingashesandprolongthecatalystlifespan．Keywords:selectivecatalyticreduction;fluegasdenitrification;straightener;CFD［2］元。1引言为控制我国火电行业氮氧化物的排放，国务院在我国，火电行业是氮氧化物的最大排放源，在2010年颁布了《火电厂氮氧化物防治技术政策》3其平均排放浓度高达600mg/Nm，是实施减排降和《火电厂大气污染排放标准(二次征求意见［1］耗的重点行业。近几年，随着我国火

7、电装机容量稿)》，规定自2010年起开始执行:的逐渐增加，火电站的氮氧化物排放量也逐年增“新建及2004年后投产的火力电站氮氧化物排加。以2010年为例，我国火电装机容量约6.5亿3放不高于100mg/Nm;2003年前投产的火力电站千瓦(约占全国当年发电总量的74.5%)，排放氮3氮氧化物排场不高于200mg/Nm”的NOx排放标氧化物约950万吨(约占当年全国总氮氧化物排放［3］准，旨在运用经济杠杆促使火力电站逐步增