不同脱硝喷枪在CFB锅炉SNCR工程中的应用

1.2.1、标准k-ε模型锅炉内部湍流运动时均特性的连续方程、动量方程、能量方程、组分方程可采用标准k-ε模型来描述。它是应用最广泛的两方程涡粘性模式，求解两个湍流标量k和ε的输运方程，其中k方程表示湍动能输运方程，ε方程表示湍动能的耗散率。

1.2.2、DPM模型旋风分离器内的还原剂雾化颗粒采用Fluent自带的DPM模型进行模拟。它把雾滴颗粒群作为离散体系，通过积分求解离散相颗粒的轨道，结合烟气加热、蒸发和扩散等效应，讨论不同还原剂雾化粒径对还原剂穿透距离及覆盖面积的影响。实验过程中雾化粒径将参照喷枪测试数据进行给

1.3喷枪测试

选用两种喷枪进行对比分析研究:喷枪A与喷枪B。通过激光粒度分析仪WINNER318C对喷枪的雾化颗粒进行测试，测试结果如表1所示。

粒径分析中常以离散度(离散度=(D90-D10)/D50)表征粒度的分布范围。喷枪A的离散度为0.99，喷枪B的离散度为1.17，离散度越小表示粒度分布范围越窄、粒径分布更集中。根据以上检测分析，喷枪A的粒径较大且分布集中，而喷枪B的雾化粒径小而分散。两者的差距较大，对比性较好。

2、数值模拟结果及分析

2.1、粒径对还原剂穿透性能的影响

图3和图4给出了在设计条件下不同喷枪出口还原剂雾化颗粒运动轨迹，颜色代表停留时间，反映还原剂在烟道内的蒸发轨迹。

图3中喷枪A还原剂雾化液滴停留时间为0.1s，穿透距离达到0.8m，此时还原剂贯穿烟道，并在旋风分离器进口处全部蒸发。

而图4喷枪B因粒径较小，停留时间仅0.05s，穿透距离缩短为0.43m，液滴未进入旋风分离器就已完全蒸发，由于蒸发时间过短，还原剂的穿透能力将小于喷枪A。

2.2、还原剂粒径对还原剂分布的影响

SNCR反应中，当氨分布不均时，会引起两种不利的现象，即浓度过高会导致氨逃逸，浓度过低将引起烟气SNCR的反应不完全，因此，氨分布均匀是氨利用效率及脱硝效率提高的保障。为贴近SNCR的工程实际应用，本研究以氨氮比NSR=1.5进行还原剂浓度分布模拟。

图5和图6给出了进口烟道与分离器切入口交接处的氨气覆盖情况。图中以色彩表示浓度平均值的20%至平均值的180%范围内(即均值偏差范围80%)的覆盖面积，空白部分表示不在定义的偏离范围内(低于平均值的20%或高于平均值的180%)的区域。

图5喷枪A高于20%平均浓度时的覆盖面积为99.2%，此时均值偏差80%范围时的覆盖面积为83.7%。

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