基于流场诊断的燃煤电站SCR系统喷氨优化及试验验证

2.3冷态模化试验方案

SCR冷态模化试验不涉及化学反应，而氨气在空气中不能稳定存在，具有腐蚀性，因此选择一氧化碳(CO)作为示踪气体.SCR冷态模化装置经密封性和牢固性测试后按照表2中的设计参数开展验证研究.采用Testo350烟气分析仪网格布点(间隔不小于100mm)实现示踪气体10-6级浓度测量，采用Testo425热线风速仪网格布点测量烟气流动特性，采用U形管差压计修正等效压降，24路AIG喷氨子单元供氨通道单独安装转子流量计(1.5级精度)，以实现供氨流量的精确调控.

表2变负荷工况冷模试验工况

3结果与讨论

3.1SCR系统流场诊断与优化

原设计方案中，AIG上游至省煤器出口烟道转弯及渐扩、渐缩位置共计布置34片导流片(记为导流板群1);AIG下游左、右侧转弯烟道各布置2片弧型导流板(记为导流板群2).以AIG位置为分界面依次分析首层催化剂入口及AIG前烟道截面内的流场分布特性.

3.1.1导流板布置

图2(a)、(b)为变负荷工况下AIG前截面烟气速度分布特性.尽管省煤器出口至AIG前截面历经烟道渐扩、转弯等过程，但变负荷工况下烟道截面内的速度分布标准偏差Cv均小于15%，因此可认为，导流板群1的布置能够使AIG前截面烟道流域内的流场均匀分布.同时，对比图2(a)和(b)可发现，流场分布均匀性随负荷波动不大.

基于首层催化剂入口截面内的速度分布均匀性分析导流板群2布置的合理性.图2(c)为首层图2原设计方案

烟气速度分布特性数值模拟结果催化剂入口截面的速度分布特性.数值模拟结果表明，截面内速度分布呈波浪形分布，速度分布标准偏差Cv高达50.17%，远大于工程设计要求，说明导流板群2的布置欠合理，不能有效地改善AIG下游转弯烟道流域内的速度分布均匀性，因此有必要对其进行优化.

3.1.2导流板优化布置方案

对导流板群2进行优化布置(见图3(a))：

AIG下游左侧转弯烟道内导流板采用3片弧直型结构完全一致的导流板，图3(a)中导流板①～③采用等距布置的方式，90°弧形段所对应的半径为1250mm，直段长度为200mm;由于烟气流经右侧转弯烟道不仅流向发生偏移，而且流通截面剧烈变化，因而采用4片直弧直型导流板，导流板④～⑦前置段长度分别为700，500，500，100mm，弧形段半径分别为2000，1500，1500，600mm，弧形段所对圆心角分别为12°，20°，20°，60°，后置段长度分别为1000，1000，800，0mm.

基于导流板群2的优化布置方案重建SCR系统几何模型，重新网格划分数值计算，重点分析首层催化剂入口截面内的速度分布特性.由图3(b)可以看出，首层催化剂入口截面内速度波浪形分布特性变得平缓，这表明截面内的烟气速度梯度减小，截面内烟速极值较小(约9m/s)，速度分布标准偏差Cv降低至14.4%，相对减少约71.30%.这说明导流板群2的优化布置能够有效改善该流域内的速度分布均匀性，有助于SCR脱硝反应的高效进行.

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