基于流场诊断的燃煤电站SCR系统喷氨优化及试验验证

3.1.3基于流场优化方案的冷态模化试验

基于表2中的试验工况开展冷态模化试验，解析首层催化剂入口截面内的速度分布特性，对比验证数值模拟结果.变负荷工况下的冷态模化试验结果如图4(a)、(b)所示，满负荷、75%负荷工况下导流板优化后截面内的烟气速度分布标准偏差Cv分别为12.49%，11.40%;与数值模拟结果相比，最大Cv偏差约为3%，因而吻合性良好.

冷态模化试验所得Cv偏小是由于Cv是通过间隔较大的离散测点获得，所用数据相对较少、均匀性较好所致.但从总体趋势上而言，数值模拟与冷态模化试验结果均满足工程设计要求，这证明了导流板群2优化方案的合理性.同时对比图4(a)、(b)可以看出，速度分布均匀性随负荷波动不大.

图4基于导流板群2的SCR系统冷模试验结果分析为进一步研究CFD数模结果与冷态模化试验结果的吻合性，取首层催化剂入口截面内z向中心线上的试验数据进行分析.

图4(c)给出了z向中心线上沿x向的速度分布特性，可发现数值模拟与冷态模化试验结果在x向上具有较为相似的分布特性，但数值模拟方法所得烟气速度整体偏高，这是因为在设计冷态模化试验时基于相似准则将原型SCR系统的烟气速度进行了比例缩小(V0/V1≈1.4)所致.由此可得，本文所开展的冷态模化与数值模拟试验结果吻合较好，验证了所获导流板群2的优化布置方案的可靠性.

3.2SCR系统喷氨优化

本文假设SCR系统入口NOx浓度分布均匀，因此要保证氨氮混合当量比匹配良好，必须保证首层催化剂入口截面内还原剂NH3的分布均匀.

3.2.1导流板改善浓度场分布特性分析

图5(a)给出了基于CFD技术解析导流板优化前满负荷首层催化剂入口截面内的NH3浓度分布，其分布标准偏差Cv约为8.2%，高于工程设计标准，此时首层催化剂入口截面内最大浓度偏差高达70×10-6～100×10-6左右，使得首层催化剂入口截面内多数位置难以维持合理的氨氮当量比，不利于系统的安全高效运行.

经导流板群2的优化布置，首层催化剂入口截面内NH3浓度分布标准偏差Cv降低至4.61%，相对减少约43.78%，如图5(b)所示.这表明导流板的优化布置对流场及浓度场分布特性均有较强的改善能力，合理的导流板优化布置方案不仅可保证烟气流速处于合理空速范围内，而且有助于维持首层催化剂入口截面内良好的氨氮混合当量比;相对而言，导流板优化布置对流场分布特性的改善作用更强.

延伸阅读：

基于CFD建模的1000MW电站锅炉SCR脱硝系统喷氨策略优化

火电厂SCR脱硝系统喷氨优化调整及烟气取样方法改进

670MW机组SCR脱硝系统喷氨优化试验研究