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随着我国经济的快速发展和人们对环境保护的日益重视,火电机组排放烟气中的氮氧化物的排放标准已经纳入相关法律。更加高效、可靠、经济烟气脱硝技术的研发与应用已经迫在眉睫。选择性催化还原法(SCR)的烟气脱硝技术因其脱硝效率高、市场前景好,已经成为国际上高效控制氮氧化物排放的首选。本文根据某电厂600MW机组SCR脱硝装置,按1:1比例建立三维模型,划分网格后进行CFD仿真模拟,根据多种方案模拟结果对比分析速度相对标准偏差、最大烟气入射角度、温度最大绝对偏差、氨氮摩尔比率、系统压力损失,确定脱硝工程中导流板、喷氨格栅、静态混合器和整流器的设计规律及其特点,以快速找到最优方案和最优方案在不同工况下的运行特点。并且介绍了PIV技术在工程试验中的应用以及CFD仿真动画的制作效果。得到结论如下:在整个烟道系统中,烟道入口处宜设置等间距导流板,以使气流均匀进入后部流域;在整个烟道系统中,任何有变径或变向的烟道均宜设置导流板,以防止气流偏向一方;距离反应器最近处的烟道外形、导流板尺寸对烟气均匀性影响最大;在反应器顶部加设干扰气流的小圆管,能够明显改善局部气流的均匀性。模拟对比三种喷氨速度下流场内氨氮混合情况,推荐喷氨速度为22.08m/s。通过对模型在最优方案下100%、70%、40%ECR三种负荷工况点模拟,当脱硝系统入口的烟气量低于40%~50%ECR负荷工况时,最上层催化剂前的烟气入射催化剂角度将发生较大偏离,建议脱硝系统入口的通风量不能低于满负荷工况运行时通风量的50%。通过PIV水流流场实验说明PIV技术能很明了的提供流体中某一截面的整场信息而CFD的仿真动画则可以非常直观的给出整个系统的气流组织信息。通过烟气SCR脱硝反应装置仿真模拟及PIV试验研究,为大型燃煤锅炉烟气SCR脱硝反应装置的结构优化设计提供科学依据,以形成带有中国标签的新型脱硝技术。