根据截面流场计算3个工况下的速度偏差,如表1所示。
由表1可知,加装静态混合器之后对流场的优化与混合器形状相关。当混合器为方形叶片时,对烟气流场无优化作用,反而使其趋差;当混合器为圆形叶片时,对烟气流场起到了一定的优化作用。
3.2 NH3/NOX偏差分析
图5为3个工况下的第一层催化剂入口前的NH3/NOX分布云图。
图5为3个工况下的第一层催化剂入口前的NH3/NOX分布云图
由图5可见,当没有静态混合器时,NH3/NOX偏差高值和偏差低值区域较大,且受到烟气上游AIG母管的影响,仍可见较为明显的条纹状分布;
当采用静态混合器之后,NH3/NOX偏差高值和偏差低值区域有所减小,分布呈现局部散落状,这是由于烟气经过混合器时需绕流,使其湍流强度增加,同时结合烟气原有的主速度方向,使其NH3/NOX偏差高值和低值偏向某一局部区域。
根据截面流场计算3个工况下的NH3/NOX偏差,如表2所示。
由表2可知,加装静态混合器之后,第一层催化剂入口NH3/NOX偏差降低,即均匀性提升,平均较无静态混合器的NH3/NOX偏差值降低43.6%,可见静态混合器能够有效地优化NH3/NOX分布均匀性,进而提升脱硝效率;另外,方形叶片混合器和圆形叶片混合器对NH3/NOX分布均匀性的优化能力相差不大,可认为二者在该方面能力相当。
3.3阻力分析
对3个工况下的SCR脱硝系统阻力和单个混合器阻力进行计算,如表3所示。
由表3可知,加装混合器之后不可避免地会增加系统阻力,其中加装方形叶片混合器增加了115Pa,圆形叶片混合器增加了80Pa,分别较原有系统阻力增加了11.7%和8.2%,增加幅度较小;
计算单个混合器的阻力可知,方形叶片混合器阻力为185Pa,圆形叶片混合器阻力为155Pa,其阻力值大于加装混合器之后系统增加的阻力值,可推知加装混合器之后,虽然混合器本体增加了阻力,但其改善了系统其他区域的流场,使烟气阻力下降,抵消了部分混合器本体所增加的阻力,其中方形叶片混合器抵消了70Pa的阻力,圆形叶片混合器抵消了75Pa的阻力。因此,圆形叶片混合器的阻力方面的表现较方形叶片混合器更佳。
4结论
(1)静态混合器对速度偏差的改善能力弱,与其叶片形状有密切关系,不合适的叶片形状选择会使烟气的速度场均匀性变差。
(2)静态混合器对NH3/NOX的分布均匀性改善能力较强,可使第一层催化剂前的NH3/NOX偏差值降低40%以上,其改善能力与叶片形状关系较小。
(3)加装静态混合器会增加脱硝系统阻力,但其会改善其他区域的流场来降低本身阻力带来的影响,其中圆形叶片混合器所增加的阻力较方形叶片混合器小。
综上所述,圆形叶片静态混合器较方形叶片静态混合器更适用于脱硝系统。
参考文献略
《浙江电力》作者:陈瑶姬,瞿炜峰,刘寒梅,葛春亮
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