電廠SCR煙氣脫硝裝置的冷模實驗研究

摘 要 針對電廠在日常生產(chǎn)工作過程中所產(chǎn)生的SCR煙氣進(jìn)行處理，是一項重要的工作，然而隨著我國環(huán)保工作的日漸深入，針對SCR煙氣脫硝裝置進(jìn)行改進(jìn)，開展相應(yīng)的冷模實驗確保最佳的去除效率，將是今后的核心要點。文章將針對這一方面的內(nèi)容來展開論述，詳細(xì)的分析了電廠SCR煙氣脫硝裝置的冷模實驗關(guān)鍵點，同時對實驗要求以及?；瘻?zhǔn)則等進(jìn)行了細(xì)致的闡述，旨在更進(jìn)一步的促進(jìn)去除效率的提升。

關(guān)鍵詞 模化效率；SCR煙氣；電廠裝置；脫硝裝置；冷模實驗

引言

在電廠的工作之中，SCR反應(yīng)裝置設(shè)備可以說是整個電廠脫硝處理系統(tǒng)以及相關(guān)設(shè)備的核心組成部分。在其進(jìn)行煙氣處理的過程當(dāng)中氨濃度以及煙氣的流動速度是否均勻、是否穩(wěn)定，都將對整個處理系統(tǒng)的性能和處理效率產(chǎn)生極大影響。一般的來講，在通常情況之下針對SCR煙氣脫硝處理裝置設(shè)備的煙道系統(tǒng)以及反應(yīng)裝置的設(shè)計工作當(dāng)中需要進(jìn)行CFD數(shù)值計算，并且根據(jù)冷模實驗所得出的結(jié)果來確定出各個機械設(shè)備的設(shè)計方式，諸如整流器、氨氣混合裝置、噴氨格柵、煙氣導(dǎo)向裝置等等，都需要根據(jù)實驗所得出的結(jié)論以及理論依據(jù)來進(jìn)行具體的設(shè)計。而在電廠SCR煙氣脫硝裝置的處理工作之中最為基本的原則是減少系統(tǒng)的阻力，充分的、最大程度發(fā)揮出催化劑的效應(yīng)，延長系統(tǒng)的使用壽命。

1.冷模實驗的?；瘻?zhǔn)則和相似準(zhǔn)則

在進(jìn)行SCR煙氣脫硝裝置的冷模實驗過程之中，模化準(zhǔn)則是一項關(guān)鍵性的影響因素，同時在實驗進(jìn)程當(dāng)中還需要充分的考慮到氣體流體力學(xué)等方面的理論知識。根據(jù)流體力學(xué)的方程，可以得到相應(yīng)的結(jié)論，并且可以以此為依據(jù)來推導(dǎo)得出無量綱方程，當(dāng)實際實驗過程當(dāng)中的初始條件以及邊界條件相互類似之時，則可以得到縮放尺度與相關(guān)條件不存在關(guān)聯(lián)的結(jié)論。在電廠SCR煙氣脫硝處理裝置的冷模實驗之中，相應(yīng)的準(zhǔn)則可以用以下幾個公式來進(jìn)行表達(dá)：

在上述表達(dá)式當(dāng)中，Sr為斯特勞哈爾數(shù)，其是流體在流動過程當(dāng)中所需要滿足的一個最為基礎(chǔ)的相似性準(zhǔn)則，而在公式之中的另外兩個無量綱數(shù)為雷諾數(shù)以及弗勞德數(shù)，分別表示為Re以及Fr。根據(jù)相關(guān)的條件和定理，當(dāng)公式之中的雷諾士數(shù)值達(dá)到了一定的標(biāo)準(zhǔn)之時，在此環(huán)境之下的所有流體全部處于湍流區(qū)域當(dāng)中，而流體所存在的粘性對于周邊環(huán)境的影響也處于邊界層之中，所以在這樣的狀況之下，整個邊界層的厚度會逐步的隨著流體雷諾數(shù)的增加而逐漸的趨向于一個較為固定的數(shù)值，因此，在雷諾數(shù)的相關(guān)條件影響之下，流場分布也會較為均勻?？偟膩碇v，在電廠SCR煙氣脫硝處理裝置的冷模實驗過程之中相似性準(zhǔn)則和?；瘻?zhǔn)則是非常關(guān)鍵的兩個因素，需要對相關(guān)的公式定理進(jìn)行細(xì)致的分析，以此作為實驗依據(jù)，確保系統(tǒng)可以發(fā)揮出最佳的效應(yīng)。

2.冷模實驗具體要求

在模化實驗之中有著嚴(yán)格并且具體的要求，而在實驗當(dāng)中遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是確保實驗取得最佳效果的有力保障。首先，在實驗的模型研究之中主要需要對不同位置的流體流速、壓損情況以及氨濃度分布狀況等參數(shù)進(jìn)行測定，其主要測定的部位集中在第一層催化劑的表面以及AIG部位等。而在參數(shù)測定的過程之中，需要保證第一層催化劑表面的煙氣濃度的分布速度可以達(dá)到最佳。此外，在?；瘜嶒炛羞€需要對不同部位、不同位置的裝置設(shè)備灰塵積累情況進(jìn)行統(tǒng)計分析，盡量的使得系統(tǒng)設(shè)備的壓損降至最低，保證最佳的實驗測定效果。

3.SCR工藝設(shè)計以及計算中的要點

在SCR煙氣脫硝裝置設(shè)計和相關(guān)數(shù)據(jù)計算當(dāng)中，不僅需要充分的對結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計要點進(jìn)行研究，同時還需要注重系統(tǒng)設(shè)備煙道設(shè)計的一些關(guān)鍵點。

3.1SCR煙氣脫硝裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

針對系統(tǒng)煙道的設(shè)計，需要嚴(yán)格的按照我國制定的電廠管道設(shè)計準(zhǔn)則和技術(shù)章程當(dāng)中的規(guī)定，盡可能的減少異性構(gòu)件以及系統(tǒng)零件的使用，如果必須使用，則需要根據(jù)電廠煙道設(shè)計的需求以及流體的特點，選擇最佳的形狀，進(jìn)而確保氣體介質(zhì)等流通煙道之時外部的局部阻力可以降至最低。另外，針對AIG的設(shè)計，應(yīng)當(dāng)盡可能的遠(yuǎn)離反應(yīng)設(shè)備和相關(guān)裝置，通過這樣的方式使得煙氣以及氨氣在注入之后可以有最佳的混合時間，確保其混合均勻，保證最佳的催化效果。而在AIG設(shè)置完畢之后，還需要布置相應(yīng)的煙氣、氨氣混合裝置，也需要注重設(shè)計以及布置的合理性。在系統(tǒng)的煙道各個拐角以及彎頭部位，需要設(shè)置導(dǎo)向葉片，同樣的，針對導(dǎo)向葉片的設(shè)計也需要充分的考慮到系統(tǒng)的設(shè)計特點，一般來講需要在直段不斷設(shè)置相應(yīng)的導(dǎo)向面板，進(jìn)而使得流場可以更加均勻，減少由于設(shè)備灰塵積累以及系統(tǒng)的阻力而帶來的不利影響。

3.2SCR煙氣脫硝裝置煙道設(shè)計要點

針對煙道的設(shè)計，需要考慮到電廠的規(guī)模和實際生產(chǎn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，一般的情況之下在大型電廠設(shè)計之中，不應(yīng)當(dāng)采用彎頭設(shè)計的方式。在設(shè)計過程之中還需要考慮到系統(tǒng)阻力以及流速分布的影響因素，確保導(dǎo)向葉片在煙道內(nèi)部可以發(fā)揮出最佳的效應(yīng)，確保氣體流場分布的均勻性，避免由于系統(tǒng)阻力過大而帶來的不利影響。導(dǎo)向葉片的設(shè)計影響因素較多，并且其設(shè)計質(zhì)量的好壞將對整個系統(tǒng)流暢分布的均與程度以及SCR煙氣脫硝處理系統(tǒng)阻力產(chǎn)生直接影響，另外，制作的成本也是其一大影響方面。所以有必要深入的對電廠的各個工作環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。一般的情況之下，隨著系統(tǒng)內(nèi)部導(dǎo)向葉片數(shù)量的增加，系統(tǒng)的阻力也會隨之有所增加，但是增加到一定的程度之時則會出現(xiàn)阻力下降的趨勢。而在系統(tǒng)內(nèi)部的流體流速分布狀況則會隨著導(dǎo)向葉片數(shù)量的不斷增加而趨于一種較為穩(wěn)定的狀態(tài)。所以在這樣的情況之下就需要針對SCR煙氣脫硝處理裝置內(nèi)部流體流速分布狀況、系統(tǒng)的阻力以及成本費用等等多個方面的因素對系統(tǒng)設(shè)計的要點進(jìn)行綜合性比較。導(dǎo)向葉片設(shè)計一般使用弧形面板，此種形狀可以確保最為均勻的流場，在模擬過程當(dāng)中也可以取得較好的效果。

4.結(jié)束語

在SCR煙氣脫硝處理裝置之中，不僅需要綜合性的考慮到AIG、煙道以及反應(yīng)器的布置，同時還需要結(jié)合電廠生產(chǎn)的具體要求以及工作標(biāo)準(zhǔn)，針對導(dǎo)向葉片以及煙氣混合裝置、整流器等進(jìn)行合理的設(shè)計，確保各個系統(tǒng)構(gòu)件之間可以無縫的連接，保障最佳的工作效果。SCR裝置的基本作用是確保進(jìn)入到系統(tǒng)內(nèi)部的煙氣以及氨氣等可以均勻的混合，并且在第一層催化劑的表面上方以最均勻的狀態(tài)和流速分布?？偟膩碇v，電廠SCR裝置設(shè)備的布置類型、系統(tǒng)的構(gòu)成方式和組成等之間存在相似性，故而在SCR煙氣脫硝裝置的工藝設(shè)計過程當(dāng)中還需要針對不同的工作需求進(jìn)行一定的改進(jìn)，根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和流程等，設(shè)計導(dǎo)流葉片以及導(dǎo)流板，力求滿足系統(tǒng)的工作需求，保證最佳的工作效果，確保實現(xiàn)最大的效益。最后還需要根據(jù)CFD計算所得出的結(jié)果對導(dǎo)流葉片以及導(dǎo)流板的設(shè)計進(jìn)行調(diào)整以及優(yōu)化改良，延長設(shè)備的使用壽命，將催化劑的效應(yīng)發(fā)揮至最大。

參考文獻(xiàn)

[1]國家發(fā)展計劃委員會、科學(xué)技術(shù)部，當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域指南，2013（7）.

[2]江浩，羅春雷，劉勇先，居文平，劉琦. SCR煙氣脫硝處理裝置分析及研究[J].熱力系統(tǒng)運行發(fā)電，2012（06）.

[3]楊冬，徐鴻. SCR煙氣脫硝技術(shù)及其在燃煤電廠的應(yīng)用[J]. 電力環(huán)境保護. 2007（01）.