本文關(guān)鍵詞：基于氣固兩相的SCR脫硝系統(tǒng)流場(chǎng)優(yōu)化及噴氨控制方法

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【摘要】：隨著我國(guó)火電廠NOx排放限值的日趨嚴(yán)格,具有脫硝效率高、無(wú)二次污染的選擇性催化還原(SCR)技術(shù)受到越來(lái)越多燃煤電廠的青睞。在實(shí)際工程中,首層催化劑前的煙氣速度、氨氮比及飛灰濃度等參數(shù)不均勻分布會(huì)大幅削弱SCR脫硝系統(tǒng)的NOx脫除效率。因此,本文以某電廠330MW四角切圓燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)為研究對(duì)象,借助數(shù)值模擬軟件,對(duì)該系統(tǒng)氣固兩相場(chǎng)及噴氨控制方法進(jìn)行了優(yōu)化。本文先1：1建立了原有SCR脫硝系統(tǒng)的全尺度三維幾何模型。然后,基于更符合工程實(shí)際的非均勻入流邊界條件,并選用合適的數(shù)值模型和求解方法,模擬了系統(tǒng)內(nèi)煙氣的流動(dòng)、傳熱傳質(zhì)過(guò)程。將模擬結(jié)果與電廠現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比后可以知道,二者誤差較小,從而證明數(shù)值模擬的有效性。進(jìn)一步分析模擬數(shù)據(jù)后還可以發(fā)現(xiàn),原有系統(tǒng)首層催化劑前速度不均勻偏差系數(shù)達(dá)到了18.03%,明顯超出了設(shè)計(jì)要求。通過(guò)采取優(yōu)化反應(yīng)器入口直角結(jié)構(gòu)、增加導(dǎo)流板等措施,使得改進(jìn)后系統(tǒng)的首層催化劑前速度不均勻偏差系數(shù)降至12.35%。其次,本文耦合離散相模型實(shí)現(xiàn)對(duì)SCR脫硝系統(tǒng)內(nèi)飛灰顆粒運(yùn)動(dòng)特性的模擬。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明基于氣相場(chǎng)優(yōu)化前后,SCR脫硝系統(tǒng)內(nèi)首層催化劑前飛灰濃度不均勻偏差系數(shù)分別為53.26%和46.86%,即優(yōu)化后飛灰濃度分布均勻性有所改善。為進(jìn)一步降低飛灰濃度分布不均勻性,本文在反應(yīng)器頂棚嘗試加裝不同形狀和數(shù)量的整流構(gòu)件后發(fā)現(xiàn),使用5根圓形整流構(gòu)件不僅能使飛灰濃度不均勻偏差系數(shù)降為32.03%,還使得首層催化劑前速度不均勻偏差系數(shù)減小到8.652%�；跉夤虄上鄨�(chǎng)對(duì)原有SCR脫硝系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化后,本文模擬了該脫硝系統(tǒng)內(nèi)的噴氨混合過(guò)程。分析結(jié)果可知,對(duì)于該電廠原有的渦流板式噴氨混合裝置,無(wú)論采用何種噴氨方式都無(wú)法很好地保證首層催化劑前氨氮比均勻分布。而在換用新設(shè)計(jì)的噴氨格柵(AIG)后,如果采用非均勻噴氨控制方法,首層催化劑前氨氮比的不均勻偏差系數(shù)可以減小到4.72%,較好滿足了工程設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：SCR技術(shù) 數(shù)值模擬 非均勻邊界條件 氣固兩相場(chǎng)優(yōu)化 噴氨控制方法
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X773
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-25
• 1.1 研究背景及意義9-13
• 1.1.1 NO_x的危害、來(lái)源及控制9-10
• 1.1.2 燃煤電站NO_x減排技術(shù)10-12
• 1.1.3 SCR法在燃煤電站的應(yīng)用現(xiàn)狀12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-22
• 1.2.1 燃煤電站SCR系統(tǒng)工藝與脫硝反應(yīng)研究13-15
• 1.2.2 燃煤電站SCR技術(shù)脫硝性能的影響因素研究15-18
• 1.2.3 SCR脫硝系統(tǒng)均勻性控制技術(shù)研究現(xiàn)狀18-22
• 1.3 本文的主要研究目的和研究?jī)?nèi)容22-25
• 第二章 基于非均勻入口條件的SCR脫硝裝置氣相流場(chǎng)優(yōu)化25-45
• 2.1 數(shù)學(xué)模型與求解25-32
• 2.1.1 數(shù)學(xué)模型25-29
• 2.1.2 幾何建模與網(wǎng)格劃分29-31
• 2.1.3 邊界條件與數(shù)值求解31-32
• 2.2 模擬結(jié)果分析32-39
• 2.2.1 模型驗(yàn)證32-37
• 2.2.2 SCR脫硝系統(tǒng)內(nèi)氣相流場(chǎng)分析37-39
• 2.3 SCR脫硝系統(tǒng)內(nèi)氣相流場(chǎng)均勻性優(yōu)化39-42
• 2.3.1 SCR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)優(yōu)化39-40
• 2.3.2 導(dǎo)流板調(diào)整優(yōu)化40-41
• 2.3.3 流場(chǎng)均勻性優(yōu)化對(duì)系統(tǒng)壓降的影響41-42
• 2.4 小結(jié)42-45
• 第三章 基于非均勻入口條件的SCR脫硝系統(tǒng)固相場(chǎng)優(yōu)化45-57
• 3.1 SCR脫硝系統(tǒng)內(nèi)飛灰運(yùn)動(dòng)模擬45-49
• 3.1.1 飛灰顆粒運(yùn)動(dòng)方程45-49
• 3.1.2 數(shù)值求解49
• 3.2 SCR脫硝系統(tǒng)內(nèi)飛灰運(yùn)動(dòng)特性分析49-51
• 3.3 整流構(gòu)件對(duì)飛灰濃度分布的影響51-55
• 3.3.1 不同形狀整流構(gòu)件的影響51-53
• 3.3.2 不同數(shù)目擾流圓柱的影響53-55
• 3.4 小結(jié)55-57
• 第四章 基于非均勻入口條件的SCR噴氨控制方法研究57-67
• 4.1 原有SCR脫硝系統(tǒng)均勻噴氨過(guò)程模擬57-60
• 4.1.1 噴口噴氨量的計(jì)算57-58
• 4.1.2 均勻噴氨效果分析58-60
• 4.2 優(yōu)化后SCR脫硝系統(tǒng)不同噴氨方法效果分析60-64
• 4.2.1 均勻噴氨效果分析61-62
• 4.2.2 非均勻噴氨控制方法及效果分析62-64
• 4.3 SCR脫硝系統(tǒng)噴氨裝置優(yōu)化64-66
• 4.3.1 噴氨格柵設(shè)計(jì)64
• 4.3.2 新型噴氨格柵對(duì)氣固兩相場(chǎng)的影響64-65
• 4.3.3 采用噴氨格柵后非均勻噴氨效果分析65-66
• 4.4 小結(jié)66-67
• 第五章 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 總結(jié)67-68
• 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)68
• 5.3 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士期間取得的成果76

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