空间受限下SCR宽负荷脱硝高温旁路烟道优化设计

随着我国能源结构的转型升级,燃煤电站长时间在中低负荷区间运行,暴露出低负荷下脱硝入口烟温达不到催化剂运行要求的问题,而烟气旁路改造是提高烟温的灵活高效方法。以某600 MW机组宽负荷脱硝烟气旁路改造工程为例,采用数值模拟方法,论述了施工空间受限下的旁路烟道设计难点和流场问题,针对性地提出了优化设计思路。结果表明,经分析得出空间受限条件造成的难点主要有主、旁路烟气之间的混合距离短以及不利于提高氨氮物质的量比的分布均匀性。优化设计后,大幅改善了SCR脱硝系统内部的流场分布均匀性,使得旁路投运与否均满足相关流场技术指标。尤其旁路投运时,首层催化剂入口的氨氮物质的量比分布相对标准偏差由初始方案的20.5%降至3.7%、温度偏差由初始方案的-21.6~51.5℃减小为-13.8~9.5℃。将主路烟道分隔出一部分作为旁路烟道、采取小通道加引流板的回烟口形式、将喷氨混合装置布置于旁路回烟口下游等一系列措施能显著改善流场分布均匀性,对宽负荷脱硝改造工程具有重要借鉴。

SCR脱硝流场对氨逃逸影响的诊断优化及应用

逃逸氨与烟气中的SO3反应生成NH4HSO4后容易对下游设备运行造成影响,这与氨的利用率不均匀直接相关。以某300MW火电机组SCR脱硝改造工程为研究对象,采用CFD数值模拟方法对其流场进行了诊断,提出了流场优化设计方案,对比了优化前后的流场和氨逃逸变化情况。结果表明:通过设计合理的导流措施和喷氨混合措施,SCR脱硝装置内速度场、浓度场等流场分布得到了明显的改善,脱硝效率得到了较大的提高,氨逃逸也得到了明显的抑制,从定性和定量上解释了流场设计对脱硝系统性能的影响作用。可为SCR脱硝系统氨逃逸的诊断和改造措施提供借鉴意义。

高温除尘脱硝一体化技术开发及流场模拟研究

相对于高温高尘区SCR脱硝工艺,高温低尘布置的SCR工艺在保护催化剂和空气预热器方面具有明显优势。因此提出了一种高温除尘脱硝一体化技术,将高温电袋复合除尘器和SCR脱硝反应器有机结合,对比分析了下进上出、侧进侧出和上进下出3种脱硝反应器形式,下进上出布置形式以其结构简单、经济性高等优点成为优选结构形式。以某350 MW机组为对象,采用Fluent软件对其高温除尘脱硝一体化装置开展了数值模拟研究,分析了装置内的流场分布情况,并提出了优化设计方案。结果表明,通过改进烟道结构和设计导流措施(烟道导流板、整流格栅、孔板开孔率、灰斗阻流板等)减小了烟道内涡流、改善了装置内的流场分布。优化后,喷氨入口、第一电场入口、首层催化剂入口和空预器入口的速度分布变异系数由优化前的27.1%、38.8%、17.6%、22.4%降低为12.1%、22.3%、5.5%、11.3%,首层催化剂入口的氨浓度分布变异系数和入射烟气角度由优化前的15.0%、172°降低为3.8%、5.3°,满足相关的流场技术要求,为工程设计提供可靠的指导依据。

350MW机组脱硫废水旁路烟道蒸发改造数值模拟分析

相对于主路烟道蒸发,旁路烟道蒸发烟气温度更高、烟气量调节更灵活,成为脱硫废水零排放技术研究的焦点。基于含盐液滴蒸发模型,通过数值模拟分析了导流措施、喷嘴布置方式、喷嘴层数、烟气温度、烟气湿度以及雾滴粒径等因素对旁路烟道中脱硫废水蒸发特性的影响。结果表明,高温环境下烟气湿度对雾滴蒸发过程的影响基本可以忽略;采取导流措施在改善流场的同时,有效防止了雾滴碰壁现象的发生;合理布置喷嘴可以在增大雾滴蒸发速率的同时,降低雾滴碰壁概率;随着喷嘴层数的增加,雾滴蒸发速率不断加快;随着烟气温度的升高以及雾滴粒径的减小,雾滴的蒸发速率不断上升。

湿法烟气脱硫流场优化数值模拟与模型试验研究

流场是影响湿法烟气脱硫吸收塔脱除SO_2效果的关键因素,为了达到超低排放标准要求,对湿法脱硫吸收塔流场优化至关重要。采用CFD方法对某燃煤电厂2×660 MW机组湿法脱硫吸收塔优化前流场进行数值模拟研究,分析优化前吸收塔流场存在的问题,之后对吸收塔流场进行优化。优化方案在吸收塔进口烟道和出口烟道布置导流板、在吸收塔内布置多孔分布器可使吸收塔流场得到显著改善,有利于提高脱硫效率、减小烟道浆液沉积和降低烟道阻力。根据流体力学相似理论,搭建缩小比例吸收塔模型进行流场试验,试验速度分布均匀性与数值模拟结果相近,验证了流场优化方案的可行性,能为吸收塔设计提供指导作用。