降低燃煤机组SCR脱硝系统催化剂磨损的流场优化

2导流装置优化前后均流效果的对比分析

2.1烟气、烟尘均匀效果对比分析

分别对原方案（常规导流板）、安装圆盘静态混合器、混合器与水平方向夹角（α=30°、α=45°、α=60°）等不同情况进行模拟，具体方案如表1所示。以催化剂上方0.5m的位置作为考核截面，采用ANSYSFLUENT18.1软件Reports选项中StandardDeviation（标准偏差）及Area-weightedAverage(面积加权平均)的比值计算相对标准偏差Cv，计算结果如图2所示。由图2可见：

（1）加装圆盘静态混合器后速度均匀性稍微变差，但速度相对标准偏差都在15%以下，即速度均匀性仍良好；

（2）在催化剂上方截面，烟尘质量浓度分布优劣顺序为方案2、方案1、方案3、原方案，也即通过加装圆盘静态混合器均匀催化剂上方截面气固两相流，可以大幅度降低烟尘浓度相对标准偏差，如方案2烟尘质量浓度相对标准偏差（70.20%）与原方案烟尘质量浓度相对标准偏差（87.11%）相比，降低了16.91个百分点；

（3）加装圆盘静态混合器后，SCR脱硝系统压损不大于性能保证值700Pa，也即压损增加不大，为25.37Pa～68.67Pa，在可接受的范围内。

2.2安装圆盘静态混合器后SCR系统内气固两相运动特征

以α=45°圆盘静态混合器为例，与原方案常规导流板对比，气固两相运动特性模拟结果如图3所示。

根据图3a）、b）可知，采用原方案常规导流板时，水平烟道内的气流发生偏斜，高速气流贴附于烟道下壁面流动，上壁面烟气不能再继续沿壁面流动，上壁面附近出现回流区，水平烟道出现二次流动。通过省煤器出口水平烟道内两组烟气/尘抬升板的装设，烟道内气流的死区旋涡现象得到改善。

烟气绕流圆盘静态混合器时，其流通面积经历了先缩小后放大的过程，烟气流速产生先增大后减小的现象，烟气携带烟尘呈喷射状态进入竖直烟道。由图3c）、d）可见，高烟尘浓度区域主要集中在水平烟道底部、竖直烟道远锅炉侧、导流板内弧贴壁处，导流板外弧贴壁处形成低烟尘浓度区。

安装圆盘静态混合器后，竖直烟道中烟尘在圆盘静态混合器之间以及圆盘与远锅炉侧烟道壁之间的通道内形成了烟尘富集的现象。与此同时，圆盘静态混合器的背风面出现了大范围的低烟尘浓度区。由于圆盘静态混合器的作用，在竖直烟道内产生连续的涡街，随着涡街的逐渐耗散，烟尘浓度逐渐变得均匀。

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