一种选择性催化还原脱硝装置入口参数确定方法

摘要

本发明是一种选择性催化还原脱硝装置入口参数确定方法，该方法以锅炉炉膛、水平烟道和尾部烟道为计算对象，借助Fluent软件进行全系统燃烧、传热和流动过程的数值模拟，获得不同工况下省煤器出口即SCR脱硝装置入口的烟气参数，包括速度分布、温度分布以及烟气成分的浓度分布；针对锅炉炉膛、水平烟道和尾部烟道(至省煤器出口)全系统，进行燃烧、传热和流动过程的数值模拟，并考虑固相颗粒运动，获得不同工况条件下省煤器出口即SCR脱硝装置入口的固相颗粒参数，解决以往因入口烟气参数设置不合理而造成的SCR脱硝装置设计计算与工程实际偏差过大、不考虑固相颗粒运动而造成催化剂磨损积灰等问题，能够有效提高SCR反应器脱硝效率、延长催化剂寿命。

主权项

一种选择性催化还原脱硝装置入口参数确定方法，其特征在于，该方法以锅炉炉膛、水平烟道和尾部烟道为计算对象，借助Fluent软件进行全系统燃烧、传热和流动过程的数值模拟，并考虑固相颗粒运动，获得不同工况下省煤器出口即SCR脱硝装置入口的烟气参数，包括气固两相的速度分布、温度分布以及烟气成分的浓度分布；所述的方法步骤为：1)根据实际运行锅炉设备的结构和尺寸，采用Gambit软件建立包含锅炉炉膛、水平烟道和尾部烟道的全系统三维物理模型；2)采用Fluent软件，以实际运行设备的入口条件为物理模型入口边界条件，数值计算不同工况下煤粉在炉内的燃烧过程，烟气在炉膛和尾部烟道的传热、流动过程，获得不同工况下省煤器出口处即SCR脱硝装置入口烟气成分的温度、速度和浓度分布；3)采用Fluent软件，以除尘器中采样得到的飞灰物性参数作为入口边界条件，数值计算取样飞灰的流动过程，获得不同工况下省煤器出口处即SCR脱硝装置入口飞灰在烟道截面上的粒径分布；4)结合省煤器出口截面步骤2)中未燃尽碳的浓度分布和步骤3)中飞灰的粒径分布，并比对现场测试数据，得到省煤器出口处即SCR脱硝装置入口不同粒径固相颗粒的浓度分布；其中，所述的省煤器出口处不同粒径固相颗粒的浓度分布，通过以下步骤获得：4.1)建立锅炉炉膛、水平烟道和尾部烟道的三维物理模型，分别设置燃烧器入口和省煤器出口为入口边界和出口边界，并将出口边界划分为若干子区域；4.2)采用Fluent软件数值计算不同工况下煤粉在炉内的燃烧过程，烟气在炉膛和尾部烟道的传热、流动过程，获得不同工况下省煤器出口截面各子区域未燃尽碳的浓度分布；4.3)对除尘器灰斗的飞灰进行取样，并进行粒径分析，获得不同工况下对应的取样飞灰粒径分布；4.4)在步骤4.1)中所述物理模型的基础上，以取样飞灰的物性参数作为固相入口边界条件，数值计算飞灰在锅炉炉膛、水平烟道和尾部烟道的流动过程，获得不同工况下省煤器出口截面各子区域飞灰颗粒的粒径分布；4.5)整理不同工况下省煤器出口截面各子区域的未燃尽碳的浓度分布和飞灰颗粒的粒径分布的数据，借助概率统计、加权平均、最小二乘法数据处理方法，计算得到省煤器出口截面不同粒径固相颗粒的浓度分布；4.6)将步骤4.4)中的计算结果与省煤器出口取样测试数据进行比对，引入修正因子，得到符合实际情况的省煤器出口截面不同粒径固相颗粒的浓度分布。