SCR
關注創建者：翁炎輝 創建時間：2015-11-11
SCR的實例教程
摘要：選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術雖然應用廣泛,但催化劑磨損、堵塞及還原劑與煙氣混合不均等問題時有發生,CFD技術可多角度模擬現場情況,有助于問題的解決.對國內外燃煤電站SCR煙氣脫硝CFD技術的研究進行了綜述,在對文獻進行梳理的基礎上,闡述了計算流體力學CFD軟件在SCR煙氣脫硝模擬中的應用情況。
其主要領域包括:流場模擬、組分濃度場模擬、氣固兩相流模擬、化學反應模擬等.指出合理均勻的流場是整個SCR系統經濟安全運行的基礎;耦合詳細反應機理的SCR模型與鍋爐燃燒、SNCR等模型的聯合模擬是未來研究的重點.
選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術作為一種高效的NOx控制技術,在燃煤電廠得到廣泛的應用。然而,由于燃煤機組負荷、煤質多變且現場運行缺乏理論指導,SCR煙氣脫硝系統在投運過程中往往出現較多問題。
雖然國內外學者對SCR數值模擬技術做了較多研究,但其仍未完全成熟,主要有以下因素:(1)SCR模擬一般是在假設反應器入口速度、組分濃度、溫度等邊界參數均勻分布的基礎之上進行的;(2)SCR反應器內復雜的化學反應及氣固兩相流動過程,靠單一的CFD軟件難以實現。本文對國內外關于SCR數值模擬的文獻進行了梳理和總結,在介紹SCR關鍵技術的同時指出其在工程運行中存在的問題,為數值模擬研究提供借鑒。
1流場的數值模擬
SCR煙氣脫硝系統如圖1所示。SCR煙氣脫硝反應器(以下簡稱SCR反應器)通常布置在省煤器與空氣預熱器之間,受場地及空間位置等因素的制約,SCR反應器前往往存在1個或多個變截面煙道。變截面煙道會加劇反應器內流場的不均勻性,并且增大系統的壓降。
在設計SCR煙氣脫硝系統時,對反應器內噴氨格柵截面和首層催化劑入口截面速度的均勻性有嚴格要求,即這2個截面速度相對偏差系數均應控制在15％以內。
展開 </p><p class="ql-align-justify"><strong>三、計算結果及分析</strong></p><p class="ql-align-justify">經過模擬計算，添加導流及擾流措施，本SCR脫硝裝置的模擬運行狀態如下：</p><p><br></p><p><br></p><p class="ql-align-center"><br></p><p><br></p>
展開 在對SCR 系統尾氣處理泵( 即電磁計量泵) 工作原理及其運動進行理論分析的基礎上，利用AMESim 仿真軟件對其進行了建模與仿真，并建立了SCR 系統尾氣處理泵的運動方程、流量方程和仿真模型。通過改變不同的參數，研究分析尾氣處理泵的流量變化，使仿真結果進一步指導泵的研究和設計。
012-利用AMESim的SCR系統尾氣處理泵的優化設計與仿真研究.part1.rar
012-利用AMESim的SCR系統尾氣處理泵的優化設計與仿真研究.part2.rar
圖片由滬東重機提供
9月18日，滬東重機有限公司在中船臨港柴油機研發及制造基地發布了具有自主知識產權的低壓選擇性催化還原（SCR）裝置。
2015年，滬東重機曾推出全球首臺應用于WinGD低速柴油機的高壓SCR產品。相較于3年前的高壓技術，此次推出的低壓SCR裝置的最大優勢是無需對主機進行任何改裝，靈活便捷，而且可以布置在機艙外，解決了產業化之路上長期因機艙空間有限而難以布置的難題。
該套低壓SCR裝置的試驗驗證主機是6S50ME-C-GI，適用運行的最低排氣溫度為220°C，NOx轉化效率最高可達90%。安裝該系統后，該試驗主機的氮氧化物排放量為2.58克/千瓦時，滿足國際海事組織（IMO）制定的Tier Ⅲ排放標準要求。
圖片由滬東重機提供
滬東重機方面表示，其解決了渦輪增壓器后廢氣溫度低導致NOx轉化效率低的難題；通過自主研發的尿素分解單元可延長尿素在高溫煙氣中的停留時間，促進尿素溶液蒸發分解，解決了低溫下尿素分解不完全的問題；利用CFD仿真技術設計了先進的混合單元，可在極短的距離內完成氨氣與煙氣的混合，有效解決了阻力損失的問題；主控操作界面中增加了催化劑再生運行模式，通過燃燒器加熱催化劑解決了低溫下硫酸氫氨沉積、堵塞催化劑的問題。
來自船廠、航運公司、船舶設計院所、主機廠商、高校以及船級社等逾百名人士參加了發布會。
來源： 李儼兒
展開 發動機SCR流動分析.pdf
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用戶需要注意在提交計算時輸出“scr=no”以保留計算模型數據庫文件。
圖3 提交計算
下圖為重啟動分析采用SOL 145計算模型文件。
在文本文件中輸入“LWDISPLAY 1”（表示開啟線寬顯示），保存文件并將文件擴展名改為“.scr”，例如命名為“show_lineweight.scr”。
在CAD軟件中，點擊“文件”菜單 - “腳本”，在彈出的“選擇腳本文件”對話框中找到并選擇剛才創建的腳本文件，點擊“打開”。CAD軟件會自動執行腳本文件中的命令，從而開啟線寬顯示。
</p><p>措施：從鍋爐運行調整入手；在煙道設計上，可采用煙氣旁路或省煤器分級等技術來精確控制SCR入口煙溫。
由于催化劑的特殊結構，通道微小、內部結構不規則、壓縮空氣介質充滿度較低，存在吹灰死角，因而對于催化劑內部積灰以及 SCR反應器邊緣積灰的處理效果減弱。另外，耙式吹灰器清灰時瞬時耗氣量大，約36~60Nm3/min，且需要保證噴出的壓縮空氣壓力不小于0.4~0.5MPa，需要較大功率的空氣壓縮機作為氣源，吹灰能耗較高。
某鋼鐵廠SCR脫硝項目中，以其中脫硝主體設備為研究對象，按照1：1對脫硝設備建立三維模型，并按要求設置進氣口管道和出氣口管道，進口為inlet，出口為outlet。
兩點說明：1.《火電廠煙氣脫硝工程技術規范》中規定對氣流均布可采用數值模擬的方法計算，但對于判定的標準并無規定。因此可借鑒我國通用的氣流分布均勻性的評定方法——相對標準偏差法進行判定，以下將有介紹。
SCR脫硝項目在試運行時，風機發生振動問題。振動問題的產生與風機運行頻率有一定關系——小于35Hz以下，煙道系統工作正常；大于35Hz以下，煙道系統出現異響。振動發生時，導致聯軸器襯套膜片斷裂。為保證正常投產運行，需要找出風機振動原因，解決振動問題。為了了解風機上游煙道與下游煙道氣體流動特征，需要對流動進行CFD模擬。
本次模擬對象為某SCR脫硝項目，其進口帶一段水平煙道，控制水平煙道積灰的要素有兩個：
1、氣流優化：減少積灰條件
流速控制：
最低流速：保持煙道內流速＞12~15 m/s（一般工況）或＞18m/s（高灰分煙氣），避免粉塵沉降。
均勻分布：通過CFD模擬優化進口導流板或均流格柵，確保斷面速度偏差＜15%。
活荷載：考慮檢修人員、工具、積灰荷載（尤其SCR脫硝中灰分較高），通常按規范取2-5 kN/m2。
動荷載：風機振動、煙氣流動脈動荷載（需結合流體力學分析），地震荷載。
設計規范：
1. 《建筑荷載設計規范》（GB 50009-2012）
2. 《鋼結構設計標準》（GB 50017-2017）
3.
的文件，比如cleanlayers.scr。
為避免NO的危害，需采取以下措施：
1.加強工業排放控制：通過優化燃燒工藝、安裝尾氣處理設備（如SCR催化劑）減少NO排放；
2.個人防護：在可能接觸NO的環境中，操作人員需佩戴防毒面具和正壓呼吸器，并定期進行健康檢查。
