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摘要：随着环境污染的严重及人们的环境保护意识增加，节能减排越来越受到政府和企业的重视。火电厂脱硫脱硝是节能减排的重点和难点之一，因此，在火电厂中对脱硝反应器流场均匀性实施了优化设计，可以有效的减少氮氧化物的排放。本文针对脱硝反应器流场均匀性与优化设计做出了进一步探究，对脱硝反应器流场均匀性与优化设计的物理模型、数学模型、模拟的结果给出了详细的分析，有益于选择合理的优化与设计方案，取得理想的效果，减少氮氧化物的排放量，提升空气质量。
关键词：脱销反应器；流场均匀性；优化设计
1、物理模型
根据锅炉尾部烟道的具体构造，脱硝反应器的构成是由水平烟道、烟气流动转向装置以及氨喷射隔栅构成的。在对其进行模拟时，其中的SCR脱销反应器尺寸计算如表一所示。
2、数学模型
2.1控制方案
在反应器当中，相应的流动以及内部的反应过程，要结合动量和质量守衡、能量守恒的定律。因为在反应器内部的流动为湍流，为了能够更加方便的求解，要对其中的方程实施雷诺平均，从而得到控制平均流的方程，其中包括动量方程、能量方程以及连续性方程，具体为：
在方程中，以及为三个坐标方向的脉冲以及平均速度，代表了平均温度，为重力加速度i的分量，以及为因为分子发生的热运动而引发的动力粘度和导热的系数。
2.2入口条件、出口条件以及边界条件
其中，对于入口以及出口的条件为：在进入到脱硝反应器当中的烟气，其实际的密度是=0.600kg/m3，其具体的速度是=15m/s；假定为均匀分布且壁面边界需要符合无热传导以及无滑移的条件。
3、模拟的结果以及分析
使用FLUENT对模拟的物理模型实施具体的流程模拟，其模拟的最终结果如图一所示。
在对图1进行分析之后，可以得出，在反应器当中如果不设置导流板，会因为烟道的内部构造成不均匀的分布。同时，烟气通过水平的烟道到达垂直的烟道之后，会在左侧的壁面产生十分明显的回流情况，这会影响最终的脱硝效果。
为了将流场的分布情况进行改善，可在反应器的内部安装导流板。根据图一的速度分布情况，要在水平烟道流向竖直的烟道处安装好导流板。同时，以为烟道在转弯处会流失大量的能量，可将导流板放置在烟道的右上部。因此，结合实际情况，可设置不同的导流板添加方案，分别将命名为1号方案、2号方案、3号方案。其中具体的方案为：
（1）在一号方案中，将2块弧形的导流板设置在水平烟道进入到垂直烟道的转弯处，相关的流畅模拟结果如图2当中的一號方案图所示。通过对一号方案的分析，可以明确的观察到流场的速度非常大，水平以及垂直烟道当中的平均速度与没有安装导流板的通道进行比较有了较为明显的改善，但在出口进入催化剂层当中，流场的实际分布情况还有较大的不均匀性。导流板可以反应器当中的内流常均匀性进行改善，但对于一号方案的设计，还不能实现均匀的流场出口效果，还需要进一步对其进行改善和优化。
在二号方案当中，将几块弧形的导流板安装在烟道的右上部分当中，相关的流畅模拟结果如图二当中的二号方案图所示。通过对二号方案的分析，可以明确的观察到流场的速度比较均匀，水平以及垂直烟道当中的平均速度与一号方案进行比较有了比较明显的改善，但在出口区域存在的不均匀性依然比较严重。
（2）针对一号方案和二号方案存在的出口处流动速度不匀均的情况，在通过详细的分析之后得出导致不均匀的原因为烟道右上部分的转弯处导致的，如果只是应用弧形导流板对其产生的改善作用并不是十分的明显。因此，可在右上部分对导流板重新进行设计。在三号方案当中，将几块直形的导流板安装在烟道的右上部分当中，相关的流畅模拟结果如图二当中的三号方案图所示。通过对三号方案的分析，可以明确的观察到流场的速度非常均匀，水平以及垂直烟道当中的平均速度与二号方案和三号方案进行比较有了非常显著的改善。为了方便对三种方案的分析，可结合不同的方案，制定下出口速度分布曲线。
（3）经过系统的分析，可以得出对于烟道内的烟气分布情况，导流板可以起到良好的改善作用，其中使用的导流板数量对反应器的入口烟道流场能够起到非常明显的影响作用。如果导流板的使用数量比较少，对于烟气内部分布起到的改善作用也比较有限，在增加一定数量的导流板之后，会使烟气的分布便得更加均匀，但要注意的是，对于导流板的应用，并不是使用的越多越好，要结合实际情况制定不同的方案，例如对于三号方案的设计，可起到非常理想的效果。
4、结束语：
社会的发展和进步，人们的环保意识正在逐步提升，对于节能减排给予了高度的重视，以往将燃煤作为主要燃烧的火电厂对自身的设备进行了改善，针对怎样才能氮氧化物的排放问题进行解决，成为了重点的进行探究的问题之一。在制定的各种脱硝方式中，选择性催化还原烟气脱硝技术，取得了非常理想的效果。不但脱硝的实际效率比较高，还十分可靠，内部的装置结构也比较简单，没有副产品产生，在不同的国家和区域得到了认可和大量的使用。其中，为了使脱硝反应器内部的流场呈现均匀的状态，要在设计反应器时加入导流板的设计，可将内流场的均匀性进行提升，使脱硝的效率更高。
参考文献：
[1]赵建忠，李宝，赵勇东，黄永刚. SCR脱硝反应塔流场数值模拟研究[J]. 应用能源技术. 2014（04）
[2]肖育军，陶莉，符思聪，周艳明，车垚，吴仁军，曲立涛.脱硝系统烟气流场的性能与优化[J]. 环境工程学报. 2016（08）
关键词：脱销反应器；流场均匀性；优化设计
1、物理模型
根据锅炉尾部烟道的具体构造，脱硝反应器的构成是由水平烟道、烟气流动转向装置以及氨喷射隔栅构成的。在对其进行模拟时，其中的SCR脱销反应器尺寸计算如表一所示。
2、数学模型
2.1控制方案
在反应器当中，相应的流动以及内部的反应过程，要结合动量和质量守衡、能量守恒的定律。因为在反应器内部的流动为湍流，为了能够更加方便的求解，要对其中的方程实施雷诺平均，从而得到控制平均流的方程，其中包括动量方程、能量方程以及连续性方程，具体为：
在方程中，以及为三个坐标方向的脉冲以及平均速度，代表了平均温度，为重力加速度i的分量，以及为因为分子发生的热运动而引发的动力粘度和导热的系数。
2.2入口条件、出口条件以及边界条件
其中，对于入口以及出口的条件为：在进入到脱硝反应器当中的烟气，其实际的密度是=0.600kg/m3，其具体的速度是=15m/s；假定为均匀分布且壁面边界需要符合无热传导以及无滑移的条件。
3、模拟的结果以及分析
使用FLUENT对模拟的物理模型实施具体的流程模拟，其模拟的最终结果如图一所示。
在对图1进行分析之后，可以得出，在反应器当中如果不设置导流板，会因为烟道的内部构造成不均匀的分布。同时，烟气通过水平的烟道到达垂直的烟道之后，会在左侧的壁面产生十分明显的回流情况，这会影响最终的脱硝效果。
为了将流场的分布情况进行改善，可在反应器的内部安装导流板。根据图一的速度分布情况，要在水平烟道流向竖直的烟道处安装好导流板。同时，以为烟道在转弯处会流失大量的能量，可将导流板放置在烟道的右上部。因此，结合实际情况，可设置不同的导流板添加方案，分别将命名为1号方案、2号方案、3号方案。其中具体的方案为：
（1）在一号方案中，将2块弧形的导流板设置在水平烟道进入到垂直烟道的转弯处，相关的流畅模拟结果如图2当中的一號方案图所示。通过对一号方案的分析，可以明确的观察到流场的速度非常大，水平以及垂直烟道当中的平均速度与没有安装导流板的通道进行比较有了较为明显的改善，但在出口进入催化剂层当中，流场的实际分布情况还有较大的不均匀性。导流板可以反应器当中的内流常均匀性进行改善，但对于一号方案的设计，还不能实现均匀的流场出口效果，还需要进一步对其进行改善和优化。
在二号方案当中，将几块弧形的导流板安装在烟道的右上部分当中，相关的流畅模拟结果如图二当中的二号方案图所示。通过对二号方案的分析，可以明确的观察到流场的速度比较均匀，水平以及垂直烟道当中的平均速度与一号方案进行比较有了比较明显的改善，但在出口区域存在的不均匀性依然比较严重。
（2）针对一号方案和二号方案存在的出口处流动速度不匀均的情况，在通过详细的分析之后得出导致不均匀的原因为烟道右上部分的转弯处导致的，如果只是应用弧形导流板对其产生的改善作用并不是十分的明显。因此，可在右上部分对导流板重新进行设计。在三号方案当中，将几块直形的导流板安装在烟道的右上部分当中，相关的流畅模拟结果如图二当中的三号方案图所示。通过对三号方案的分析，可以明确的观察到流场的速度非常均匀，水平以及垂直烟道当中的平均速度与二号方案和三号方案进行比较有了非常显著的改善。为了方便对三种方案的分析，可结合不同的方案，制定下出口速度分布曲线。
（3）经过系统的分析，可以得出对于烟道内的烟气分布情况，导流板可以起到良好的改善作用，其中使用的导流板数量对反应器的入口烟道流场能够起到非常明显的影响作用。如果导流板的使用数量比较少，对于烟气内部分布起到的改善作用也比较有限，在增加一定数量的导流板之后，会使烟气的分布便得更加均匀，但要注意的是，对于导流板的应用，并不是使用的越多越好，要结合实际情况制定不同的方案，例如对于三号方案的设计，可起到非常理想的效果。
4、结束语：
社会的发展和进步，人们的环保意识正在逐步提升，对于节能减排给予了高度的重视，以往将燃煤作为主要燃烧的火电厂对自身的设备进行了改善，针对怎样才能氮氧化物的排放问题进行解决，成为了重点的进行探究的问题之一。在制定的各种脱硝方式中，选择性催化还原烟气脱硝技术，取得了非常理想的效果。不但脱硝的实际效率比较高，还十分可靠，内部的装置结构也比较简单，没有副产品产生，在不同的国家和区域得到了认可和大量的使用。其中，为了使脱硝反应器内部的流场呈现均匀的状态，要在设计反应器时加入导流板的设计，可将内流场的均匀性进行提升，使脱硝的效率更高。
参考文献：
[1]赵建忠，李宝，赵勇东，黄永刚. SCR脱硝反应塔流场数值模拟研究[J]. 应用能源技术. 2014（04）
[2]肖育军，陶莉，符思聪，周艳明，车垚，吴仁军，曲立涛.脱硝系统烟气流场的性能与优化[J]. 环境工程学报. 2016（08）