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随着我国经济的快速发展,电力的需求逐年增加,为了有效控制火电厂氮氧化物带来的污染,保护大气环境,我国正在大力发展烟气脱硝技术。其中选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)烟气脱硝技术因其脱硝率高(可达90%以上)、技术成熟成为燃煤电站锅炉控制NOx排放的主要选择。在SCR脱硝技术的研究过程中,随着数值计算技术的发展,采用高效、便捷的计算流体力学软件对SCR脱硝系统进行仿真,为脱硝设备的设计提供了重要参数。其缩短了工程周期,减少了试验的盲目性,降低了脱硝设备的研发成本。
本论文工作以SCR烟气脱硝技术的实际应用为目标,采用计算流体力学软件对脱硝系统烟道内烟气流动进行仿真,深入研究直角型、直板型和弧型烟道和等距的、逐渐增大间距的、逐渐增大间距与长度和逐渐增大间距与长度并增加尾部直板的导流板对烟道出口的速度均匀分布、烟道产生的压差和能量损失的影响。
通过烟道和导流板烟气流动仿真,得出的主要结论如下:
①所有的导流板和烟道设计方案中,在弧型烟道中布置逐渐增大间距和大小并增加尾部直板的导流板设计方案的烟道出口速度分布最均匀;
②在弧形烟道中布置逐渐增大间距和导流板大小的导流板产生的压差和能量损耗最小;
③无论在直角烟道、直板烟道还是在弧形烟道,采用逐渐增大间距和导流板大小的导流板设计设计方案产生的压差和能量损耗都是最小的;
④增加导流板的大小不一定会增加烟道的压差和能损,在一定范围内,合理的增加导流板会改善流场分布,降低能量损失和压降,但是如果进一步增加导流板的长度,随着导流板本身对流体阻力的增大,将会抵消通过善流场分布而引起的能量损失和压降减小,使总体的能量损失和压降增大。
在本文中,根据脱硝系统中功能的不同,将脱硝系统分为氨供给部分、氨气/烟气混合部分和脱硝部分。通过对脱硝系统中各部分运行的分析,提出了合理的脱硝系统运行监测方案,详尽的阐述了烟气连续监测系统监测点的设置。针对烟气中颗粒物、烟气参数和气态污染物的监测提出了相应的监测方法和取样分析方法,并按照分析方法选取了合适的分析仪器设备。