一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本次模擬對(duì)象為垃圾焚燒SCR脫硝裝置，常見的流場(chǎng)問題及優(yōu)化措施

問題1：煙氣分布不均

原因：煙道轉(zhuǎn)彎、變徑導(dǎo)致離心力或慣性力，使煙氣偏向一側(cè)。

措施：加裝導(dǎo)流板（Turning Vanes），這是最常用的優(yōu)化手段，用于平穩(wěn)地引導(dǎo)煙氣，均勻分布。

問題2：氨/煙混合不均

原因：噴氨格柵（AIG）設(shè)計(jì)不合理，或氨噴射流與主煙氣動(dòng)量不匹配。

措施：優(yōu)化噴氨格柵各噴口的流量分配；在AIG下游加裝靜態(tài)混合器，增強(qiáng)湍流混合；確保足夠的混合距離（AIG到催化劑層之間的直管段長(zhǎng)度）。

問題3：飛灰沉積和磨損

原因：存在低速區(qū)、死角或尖銳凸起。

措施：優(yōu)化煙道和反應(yīng)器形狀，消除死角；對(duì)可能發(fā)生磨損的部位（如導(dǎo)流板迎風(fēng)面）采用防磨設(shè)計(jì)（如加裝防磨片）。

問題4：溫度不均或偏低

原因：鍋爐負(fù)荷波動(dòng)，爐膛燃燒不均，省煤器出口煙溫不均。

措施：從鍋爐運(yùn)行調(diào)整入手；在煙道設(shè)計(jì)上，可采用煙氣旁路或省煤器分級(jí)等技術(shù)來(lái)精確控制SCR入口煙溫。

根據(jù)已知的流場(chǎng)問題和措施，分析該裝置運(yùn)行的關(guān)鍵指標(biāo)，即如何盡可能保證反應(yīng)器內(nèi)催化劑表面的煙氣速度及氨濃度（NH3/NOx）均布性，以確保脫硝效率和氨逃逸量滿足要求；現(xiàn)通過CFD模擬，并添加適當(dāng)?shù)膶?dǎo)流板及擾流板，確保SCR反應(yīng)器中的氣流均布及氨氮混合均勻。

 其中指標(biāo)是：1、催化劑入口端面速度分布均勻，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差＜15%；

                     2、NH3/NOx摩爾比濃度偏差＜10%；

                     3、煙氣入射角度控制在10°以內(nèi)；

二、計(jì)算模型及邊界條件

2.1 計(jì)算模型建立

根據(jù)圖紙建立三維模型，包括進(jìn)口管道、SCR反應(yīng)器及出口管道，模型如下：

圖中：in01為壓力監(jiān)測(cè)面，SCR-in為第一層催化劑上200mm處監(jiān)測(cè)面。

圖1 三維模型

2.2 邊界條件

計(jì)算參數(shù)如下圖，工況下，煙氣量為286601m3/h，進(jìn)口速度為18.28m/s，溫度為180℃，進(jìn)口尺寸2.75m(長(zhǎng))*1.8m(寬）,水力直徑計(jì)算為2.176m，湍流強(qiáng)度計(jì)算為2.81%，氣體密度為0.779kg/m3，氣體粘度為2.50E-05Pa·s，出口采用壓力出口（pressure-outlet），出口壓力設(shè)定為0Pa，湍流模型采用standard k-e模型，近壁面處采用無(wú)滑移邊界條件；催化劑采用多孔介質(zhì)模型；噴氨格柵氨氣入口采用速度邊界，進(jìn)口速度為26.37m/s，噴氨過程采用組分運(yùn)輸模型。

三、計(jì)算結(jié)果及分析

經(jīng)過模擬計(jì)算，添加導(dǎo)流及擾流措施，本SCR脫硝裝置的模擬運(yùn)行狀態(tài)如下：