降低燃煤机组SCR脱硝系统催化剂磨损的流场优化

3导流装置优化的工程应用

3.1上部弯头导流板优化

由图3c）、d）可见，在圆盘静态混合器产生的旋涡作用及上部弯头导流作用下，反应器靠近及远离锅炉侧的低烟尘浓度区域减小，但由于上部弯头内弧第1块导流板设置不合理，竖直烟道中贴附于远锅炉侧的烟尘会直接运动到内弧第1块导流板下部，使得反应器近锅炉侧出现一股高烟尘浓度气流。

方案1～3上部弯头第1块导流板由2块直板构成，对其进行优化，给出了方案4，也即第1块直板长度由300mm降至150mm。第1块直板长度的减小使烟尘在上部弯头内弧2块导流板通道中的分配更加合理，烟尘在催化剂上方截面向远锅炉侧迁移，与方案2相比，优化后的方案4烟气速度相对标准偏差由8.92%降低至8.70%，烟尘浓度的相对标准偏差由70.20%降低至69.31%，烟气压损由607.27Pa降低至606.89Pa。

方案4的烟尘浓度云图如图4所示。某300MW机组以方案4作为SCR脱硝优化改造的最终方案。

3.2工业性试验结果及其与数值模拟结果的比较

在机组停炉检修期间，按照方案4实施了SCR脱硝系统改造，同时对损坏的部分催化剂进行更换。为了验证数值模拟的准确性及导流装置改造的可行性，使用微压计和崂应3012H型自动烟尘（气）测试仪对该300MW燃煤机组SCR脱硝系统催化剂上方截面的1m、2m、3m3个深度位置的烟气流速、烟尘浓度进行现场测量。以反应器左墙为例，现场测试与数值模拟结果如图5所示。

由图5a）可见，优化后的烟气流场较均匀，与优化前基本一致，流场无明显变化。由图5b）可见，优化后催化剂上方截面烟尘浓度分布均匀性明显改善，距离左、右墙3m深度位置，烟尘质量浓度分别由27.11g/m3和31.54g/m3降低至21.95g/m3和25.22g/m3以下，达到了优化的预期效果。

依据现场试验结果与数值模拟结果分别计算烟气流速与烟尘浓度相对标准偏差，结果如表2所示。由表2可知，二者平均误差分别为5.568%、-8.748%，均在工程误差允许范围之内。

4结语

本文利用数值模拟方法详细计算了某300MW燃煤机组SCR烟气脱硝系统内气固两相流动情况，并进行了现场测试，模拟结果与测试结果吻合较好。研究结果表明：在烟气流场满足要求的前提下，SCR烟气脱硝系统内部加装圆盘静态混合器及导流板改造可以降低催化剂上方烟尘浓度的不均匀程度，提高大粒径烟尘掺混程度，由此可缓解催化剂的局部磨损。

数值计算结果显示，与改造前相比，采用均匀布置14块圆盘，其直径1m、倾斜角度45°，配合上部弯头导流板改造，催化剂上方烟尘浓度相对标准偏差可降低17.81个百分点，烟气流速相对标准偏差增加0.28个百分点，烟气压损增加42.05Pa，改造成果显著。本文方案可供有类似问题的电厂参考。

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