燃煤电厂SCR脱硝系统喷氨优化模拟

X799.3; 为提高某660 MW机组SCR(选择性催化还原)脱硝反应器出口NOx质量浓度分布均匀性,文中以SCR出口NOx质量浓度分布相对标准偏差最小为优化目标,提出了一种基于动力学模型的最优喷氨策略.将现场实测数据作为入口边界条件,耦合反应器内的湍流流动、组分输运和化学反应,进行了CFD数值模拟计算.对氨流动特性进行可视化分析,并定义喷氨格栅分区/喷嘴的流动影响系数,结合基于SCR反应动力学模型建立的出口NOx浓度分布与入口NH3浓度的数学关系,直接求解优化矩阵方程,可得到喷氨格栅不同分区或不同喷嘴的最优可控喷氨流量.模拟结果表明:均匀喷氨方式下,不同分区氨氮浓度混合匹配度不高,SCR反...

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Published in华南理工大学学报（自然科学版） Vol. 51; no. 8; pp. 62 - 70
Main Authors 卢志民, 李博航, 唐雯, 陈咏城, 吴康洛, 姚顺春
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 华南理工大学 电力学院,广东 广州 510640%广东红海湾发电有限公司,广东 汕尾 516623 01.08.2023
Subjects
SCR脱硝反应
ammonia spraying optimization
NOx concentration field
kinetic model
喷氨优化
动力学模型
数值模拟
SCR DeNOx reaction
numerical simulation
NOx浓度场
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ISSN1000-565X
DOI10.12141/j.issn.1000-565X.220446

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Summary:X799.3; 为提高某660 MW机组SCR(选择性催化还原)脱硝反应器出口NOx质量浓度分布均匀性,文中以SCR出口NOx质量浓度分布相对标准偏差最小为优化目标,提出了一种基于动力学模型的最优喷氨策略.将现场实测数据作为入口边界条件,耦合反应器内的湍流流动、组分输运和化学反应,进行了CFD数值模拟计算.对氨流动特性进行可视化分析,并定义喷氨格栅分区/喷嘴的流动影响系数,结合基于SCR反应动力学模型建立的出口NOx浓度分布与入口NH3浓度的数学关系,直接求解优化矩阵方程,可得到喷氨格栅不同分区或不同喷嘴的最优可控喷氨流量.模拟结果表明:均匀喷氨方式下,不同分区氨氮浓度混合匹配度不高,SCR反应器出口NOx质量浓度相对标准偏差达到40.1%,分布均匀性较差;按文中提出的方法进行喷氨优化后,出口NOx质量浓度相对标准偏差下降至6.8%,出口均匀性大幅提高,既能实现NOx压线排放满足环保要求,又可避免出现脱硝效率过高和过低的区域.文中通过数值模拟的方式将流场可视化,通过定量求解各阀门喷氨量进行喷氨优化,可以为实际电厂喷氨优化调试提供理论参考,降低调整的盲目性.
ISSN:1000-565X
DOI:10.12141/j.issn.1000-565X.220446