烟气脱硝设计中的流体均布分析.docx
烟气脱硝设计中的流体均布分析流场的分布是影响脱硝效率主要因素之一。在大型电站锅炉中，选择性催化复原烟气脱硝过程是十分复杂的，因此,采用CFD的方法计算导流板改良前后的流场，通过比照CV值说明改良前后的差异。结果说明，通过导流板能够明显提高导流板前后的流场均匀性。而氨浓度分布受负荷限制，在60%和84%负荷时，改良后氨浓度分布比较均匀，这为脱硝改造提供了理论依据。氮氧化物在强烈的紫外线作用下生成光化学烟雾，而选择性催化复原法是常用的脱硝方案。这种方法构造简单，运行可靠，脱硝效率高，没有副产品等，但是，烟气流经变径处时会使烟气速度发生突变，致使其流场分布不均衡，进而产生涡流，降低脱硝性能。因此，一般情况下，可在变径处参加导流板解决这个问题。1均匀性评价指标与结果分析本文计算中引入可以表征流场均匀性程度的相对标准偏差（CV值），对流场的均匀性程度开展量化分析。通过比较CV值，可以判断出流场均匀性程度。相对标准偏差CV值的定义式为：式（1）（2）中：CV为相对标准偏差（也被称为“变异系数”）；S为标准偏差；为所有采样点的平均速度值；Vi为第i个采样点的速度值；n为采样点个数。通过比较CV值，可以判断截面上流场的均匀性。CV值越小，均匀性越好；CV值越大，均匀性越差。当第一层催化剂层入口截面的速度CV值到达15%以下时，即认为流场的均匀性到达了令人满意的水平。中心面流场分布、催化剂入口截面氨浓度改造前后的数值计算结果如图1所示。计算结果说明，改良前流体在烟气出口弯道处流速比较大。虽然原始设计设置了导流板，但是，速度在该位置处比较大，容易造成扰流。经过调整后的导流板附近区域流速有所降低，上下过渡比较均匀。这说明，改良后的流场更加均匀。改良前后速度CV值和氨浓度CV值的比照情况如图2所不O结果说明，原始方案催化剂入口截面上速度均方根偏差比较大，不符合SCR流场对均匀程度的要求。通过改良入口烟道、垂直烟道转弯处的导流叶片，催化剂入口截面速度均方根偏差全部小于原始，速度CV值偏差仅为2%,流场均匀程度有较大改善。在CFD计算结果中，改造前后的氨浓度场差异不大，但是，在多个运行负荷的情况下，改造后氨浓度CV值比较小，因此，整体均匀性要比改良前好。2结论本文采用CFD方法模拟、分析导流板改良方案，通过比照84%,70%和60%运行负荷下的速度场CV值和氨浓度CV值，分析了原始方案中存在的问题。由此说明2种工况下的速度场和氨浓度场的均匀性，并为降低设计成本、缩短时间提供了理论参考依据。
