脫硝的案例
確保脫硫脫硝與焦?fàn)t生產(chǎn)的技術(shù)措施
3、脫硫脫硝突發(fā)事故狀態(tài)下的技術(shù)措施
即使煙囪熱備具有足夠吸力, 突發(fā)事故時(shí)脫硫脫硝裝置停機(jī)和煙氣切換都不可能瞬間完成。突發(fā)事故是不可預(yù)期的, 因此, 需要考慮可行的技術(shù)措施來保證突發(fā)事故時(shí)焦?fàn)t生產(chǎn)的穩(wěn)定性。在煙囪熱備的情況下, 可以通過如下途徑解決。
(1) 設(shè)置自動(dòng)升降閘板
在煙囪和取風(fēng)口之間增設(shè)閘板, 專門供脫硫脫硝裝置使用。該閘板應(yīng)與脫硫脫硝裝置風(fēng)機(jī)進(jìn)行聯(lián)鎖控制, 并且能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作。脫硫脫硝裝置運(yùn)行時(shí), 該閘板放下, 切斷氣流通道, 煙氣由引風(fēng)口引出。當(dāng)脫硫脫硝裝置的風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行時(shí), 該閘板自動(dòng)提起, 煙氣通過煙囪排入大氣。
經(jīng)過多年脫硫脫硝生產(chǎn)實(shí)踐, 總煙道閘板已逐漸取代煙道翻板。因翻板轉(zhuǎn)動(dòng)過程中容易受到卡阻, 在事故狀態(tài)下不能及時(shí)被打開, 給焦?fàn)t安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重隱患。在故障或停電時(shí), 設(shè)置自動(dòng)升降閘板為安全生產(chǎn)提供重要保障。即便是舊廠改造項(xiàng)目, 也應(yīng)增設(shè)總煙道閘板。
(2) 脫硫脫硝裝置與焦?fàn)t中控室的聯(lián)鎖
脫硫脫硝裝置作為一個(gè)獨(dú)立的單元設(shè)備, 與焦?fàn)t生產(chǎn)緊密相關(guān), 所以必須與焦?fàn)t中控室建立聯(lián)系、進(jìn)行通訊, 同時(shí)設(shè)置必要的聯(lián)鎖控制。例如:脫硫脫硝裝置的運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)在焦?fàn)t中控室顯示。若焦?fàn)t脫硫脫硝裝置發(fā)生故障, 且煙道閘板不能及時(shí)打開, 此時(shí)應(yīng)該停止加熱交換系統(tǒng)的煤氣供入, 并設(shè)置聯(lián)鎖控制, 如聯(lián)鎖控制不當(dāng), 將導(dǎo)致嚴(yán)重事故。
有效的聯(lián)鎖控制如下：脫硫脫硝故障時(shí), 分煙道吸力不足達(dá)到聯(lián)鎖值并持續(xù)15s(10~20s可調(diào)) , 聯(lián)鎖液壓交換機(jī)關(guān)閉煤氣, 提起總煙道閘板, 關(guān)閉總煙道與脫硫脫硝系統(tǒng)切斷閥, 并發(fā)報(bào)警信號(hào)給脫硫脫硝系統(tǒng), 此時(shí)廢氣系統(tǒng)的吸力通過分、總煙道翻板進(jìn)行調(diào)節(jié)。
展開 脫硫脫硝裝置事故狀態(tài)下保障焦?fàn)t安全生產(chǎn)的措施
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脫硫脫硝突發(fā)事故狀態(tài)下的技術(shù)措施
即使煙囪熱備具有足夠吸力, 突發(fā)事故時(shí)脫硫脫硝裝置停機(jī)和煙氣切換都不可能瞬間完成。突發(fā)事故是不可預(yù)期的, 因此, 需要考慮可行的技術(shù)措施來保證突發(fā)事故時(shí)焦?fàn)t生產(chǎn)的穩(wěn)定性。在煙囪熱備的情況下, 可以通過如下途徑解決。
(1) 設(shè)置自動(dòng)升降閘板
在煙囪和取風(fēng)口之間增設(shè)閘板, 專門供脫硫脫硝裝置使用。該閘板應(yīng)與脫硫脫硝裝置風(fēng)機(jī)進(jìn)行聯(lián)鎖控制, 并且能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作。脫硫脫硝裝置運(yùn)行時(shí), 該閘板放下, 切斷氣流通道, 煙氣由引風(fēng)口引出。當(dāng)脫硫脫硝裝置的風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行時(shí), 該閘板自動(dòng)提起, 煙氣通過煙囪排入大氣。
經(jīng)過多年脫硫脫硝生產(chǎn)實(shí)踐, 總煙道閘板已逐漸取代煙道翻板。因翻板轉(zhuǎn)動(dòng)過程中容易受到卡阻, 在事故狀態(tài)下不能及時(shí)被打開, 給焦?fàn)t安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重隱患。在故障或停電時(shí), 設(shè)置自動(dòng)升降閘板為安全生產(chǎn)提供重要保障。即便是舊廠改造項(xiàng)目, 也應(yīng)增設(shè)總煙道閘板。
(2) 脫硫脫硝裝置與焦?fàn)t中控室的聯(lián)鎖
脫硫脫硝裝置作為一個(gè)獨(dú)立的單元設(shè)備, 與焦?fàn)t生產(chǎn)緊密相關(guān), 所以必須與焦?fàn)t中控室建立聯(lián)系、進(jìn)行通訊, 同時(shí)設(shè)置必要的聯(lián)鎖控制。例如:脫硫脫硝裝置的運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)在焦?fàn)t中控室顯示。若焦?fàn)t脫硫脫硝裝置發(fā)生故障, 且煙道閘板不能及時(shí)打開, 此時(shí)應(yīng)該停止加熱交換系統(tǒng)的煤氣供入, 并設(shè)置聯(lián)鎖控制, 如聯(lián)鎖控制不當(dāng), 將導(dǎo)致嚴(yán)重事故。
展開 脫硫脫硝裝置對焦?fàn)t加熱系統(tǒng)的影響
脫硫脫硝裝置改變了煙道吸力, 可能對焦?fàn)t加熱系統(tǒng)產(chǎn)生影響。對脫硫脫硝風(fēng)機(jī)存在故障時(shí)如何保證焦?fàn)t加熱系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行了研究, 提出了保證焦?fàn)t安全穩(wěn)定運(yùn)行的措施。
隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格, 焦化廠煙氣脫硫脫硝的非常重要。為了達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的排放限值, 減少SO2和NOx的排放, 需要對焦?fàn)t排放的煙氣進(jìn)行處理。焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝裝置成為焦化廠必不可少的裝置。焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝裝置調(diào)試過程中出現(xiàn)了焦?fàn)t加熱系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題, 給生產(chǎn)帶來安全隱患, 所以要進(jìn)行深入研究, 以保證焦?fàn)t加熱系統(tǒng)與煙氣脫硫脫硝裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行。
1 焦?fàn)t加熱系統(tǒng)穩(wěn)定的意義
穩(wěn)定良好的加熱制度可以保證焦?fàn)t穩(wěn)產(chǎn)、低耗和長壽。焦?fàn)t加熱是受多種因素影響的復(fù)雜過程, 焦?fàn)t操作、裝煤量、裝煤水分、煤氣溫度和組成、大氣溫度等都會(huì)影響焦餅成熟的均勻性。加熱用煤氣和空氣的穩(wěn)定配比對加熱制度也至關(guān)重要, 穩(wěn)定的煙道吸力是煤氣充分燃燒和避免中毒爆炸的必要條件。焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝裝置運(yùn)行后, 焦?fàn)t煙道吸力由煙囪改為風(fēng)機(jī)提供, 所以必須研究脫硫脫硝風(fēng)機(jī)存在故障時(shí)對焦?fàn)t加熱系統(tǒng)的影響。
2 脫硫脫硝運(yùn)行的重點(diǎn)關(guān)注問題
從可研階段開始, 通常主要關(guān)注脫硫脫硝技術(shù)的工藝原理、脫除效率、副產(chǎn)物及成本投資等情況。
在工藝方案的優(yōu)化和焦?fàn)t加熱系統(tǒng)所需的吸力切換速度方面還有待改進(jìn), 選擇了SDS干法脫硫技術(shù)和焦?fàn)t煙道閘板插入方式。
3 脫硫脫硝對焦?fàn)t加熱系統(tǒng)的影響
脫硫脫硝裝置正常運(yùn)行時(shí)要對全部煙氣進(jìn)行處理, 當(dāng)脫硫脫硝裝置的增壓風(fēng)機(jī)突然停止運(yùn)行, 煙道吸力會(huì)發(fā)生巨大波動(dòng), 直接影響焦?fàn)t加熱系統(tǒng)的安全, 故進(jìn)行了停風(fēng)機(jī)試驗(yàn)。
3.1試驗(yàn)前準(zhǔn)備
1) 確認(rèn)焦?fàn)t停止加熱, 交換機(jī)在中間位置, 確認(rèn)高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣交換旋塞在關(guān)閉狀態(tài)。
2) 脫硫脫硝熱風(fēng)爐處于停止運(yùn)行狀態(tài)。
展開 煙氣脫硫脫硝技術(shù)
對于鍋爐行業(yè)來說，一定要研究同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)，目前國內(nèi)多為單獨(dú)脫硫脫硝技術(shù)，這種方式造成設(shè)備重復(fù)建設(shè)，能耗大，人員成本、運(yùn)行成本高，而同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)則可以在一定程度上避免此類問題的發(fā)生。
煙氣脫硫脫硝技術(shù)
對于鍋爐行業(yè)來說，一定要研究同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)，目前國內(nèi)多為單獨(dú)脫硫脫硝技術(shù)，這種方式造成設(shè)備重復(fù)建設(shè)，能耗大，人員成本、運(yùn)行成本高，而同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)則可以在一定程度上避免此類問題的發(fā)生。
煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)盤點(diǎn)
文章導(dǎo)讀
脫硫脫硝一體化工藝已經(jīng)成為各國控制煙氣污染的研發(fā)熱點(diǎn)，目前大多數(shù)脫硫脫硝一體化工藝僅停留在研究階段，盡管已經(jīng)有少量示范工程應(yīng)用，但由于運(yùn)行費(fèi)用較高制約了其大規(guī)模推廣應(yīng)用。開發(fā)適合我國國情，投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、效率高、副產(chǎn)品資源化的脫硫脫硝一體化技術(shù)成為未來發(fā)展的重點(diǎn)。
▲來源：環(huán)保零距離
傳統(tǒng)煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)
當(dāng)今國內(nèi)外廣泛使用的脫硫脫硝一體化技術(shù)主要是wet-fgd+SCR/SNCR組合技術(shù)，就是濕式煙氣脫硫和選擇性催化還原(SCR)或選擇性非催化還原(SNCR)技術(shù)脫硝組合。濕式煙氣脫硫常用的是采用石灰或石灰石的鈣法，脫硫效率大于90%，其缺點(diǎn)是工程龐大，初投資和運(yùn)行費(fèi)用高，且容易形成二次污染。
選擇性催化還原脫硝反應(yīng)溫度為250～450℃時(shí)，脫硝率可達(dá)70%～90%。該技術(shù)成熟可靠，目前在全球范圍尤其是發(fā)達(dá)國家應(yīng)用廣泛，但該工藝設(shè)備投資大，需預(yù)熱處理煙氣，催化劑昂貴且使用壽命短，同時(shí)存在氨泄漏、設(shè)備易腐蝕等問題。選擇性非催化還原溫度區(qū)域?yàn)?70～1200℃，脫硝率小于50%。
展開 【技術(shù)】天洑數(shù)據(jù)建模實(shí)施案例集錦（1）- 電廠脫硝系統(tǒng)的優(yōu)化控制
由于鍋爐負(fù)荷波動(dòng)大的現(xiàn)象以及鍋爐本身存在的熱遲滯效應(yīng)，脫硝系統(tǒng)無法及時(shí)響應(yīng)氮氧化物NOx的濃度波動(dòng)，脫硝效率不理想；
2. 為了保證煙道末端氮氧化物NOx的濃度滿足國家超低排放的要求，電廠通常采用末端煙道過量噴氨的行為降低NOx濃度；
3. 過量噴氨的行為會(huì)導(dǎo)致催化劑積灰和空預(yù)器堵塞等現(xiàn)象，降低鍋爐的運(yùn)行效率，增加鍋爐運(yùn)行成本。
解決方案
由于脫硝系統(tǒng)存在較大的熱遲滯效應(yīng)且難以建立脫硝系統(tǒng)的物理化學(xué)模型，因此選取“預(yù)測控制”、“優(yōu)化控制”和“反饋校正”結(jié)合的控制方案，使用機(jī)器學(xué)習(xí)（Machine Learning）的技術(shù)建立脫硝系統(tǒng)的預(yù)測模型，使用啟發(fā)式優(yōu)化算法進(jìn)行“最優(yōu)”控制參數(shù)的求解。
圖1 脫硝系統(tǒng)優(yōu)化控制的解決方案
1. 對被控變量、前饋?zhàn)兞亢筒僮髯兞窟M(jìn)行數(shù)據(jù)分析和特征工程，選取預(yù)測模型的外因變量，并確定預(yù)測模型的滯后階數(shù)。
2. 使用組合模型的技術(shù)，將線性統(tǒng)計(jì)模型和外因回歸模型以一定方式進(jìn)行組合，得到精度更高的預(yù)測模型。相對于線性統(tǒng)計(jì)模型，組合預(yù)測模型對下一時(shí)刻的預(yù)測精度R2從96.2%提升到99.3%。
3. 使用多目標(biāo)優(yōu)化算法，確定優(yōu)化控制問題中各個(gè)目標(biāo)的相對權(quán)重，以此建立單目標(biāo)優(yōu)化問題并求解，得到有限預(yù)測時(shí)域內(nèi)的最優(yōu)控制參數(shù)。
4. 基于反饋校正的控制策略，在每個(gè)時(shí)刻使用最優(yōu)的控制參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)控制，再通過傳感器采集下一時(shí)刻的前饋?zhàn)兞亢捅豢刈兞繑?shù)值，并重新求解上述優(yōu)化問題，以實(shí)現(xiàn)脫硝系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性和魯棒性。
應(yīng)用價(jià)值
1. 提前預(yù)知氮氧化物濃度的變化
通過機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，精確快速的捕捉脫硝系統(tǒng)NOx的濃度變化情況，減少鍋爐的熱遲滯效應(yīng)帶來的影響，為脫硝系統(tǒng)合理性的優(yōu)化控制提供數(shù)據(jù)支撐。
2.
展開 100萬噸焦化2×60 孔焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝工程
3.3.7壓縮空氣系統(tǒng)
脫硝區(qū)域壓縮空氣取自鍋爐房區(qū)域儀表用壓縮空氣母管，新增一個(gè)壓縮空氣罐，主要用于氣動(dòng)閥門的開關(guān)、CEMS吹掃、AIG的吹掃等。
3.3.8配電及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
（1）電氣系統(tǒng)
脫硝電氣系統(tǒng)采用380/220V供配電系統(tǒng)，設(shè)脫硝配電系統(tǒng)配電系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)置380/220V配電柜提供雙回路電源，設(shè)置獨(dú)立的分別布置SCR區(qū)配電間。SCR區(qū)配電室內(nèi)裝有一面配電柜，其中一面電源柜兩面負(fù)荷柜。氨區(qū)兩路380V電源由脫硫PC電源控制中心A段和B段提供，一路工作電源，一路備用電源。整個(gè)脫硝系統(tǒng)用電量為 88 kWh。
（2）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
煙氣脫硝系統(tǒng)的控制可納入相應(yīng)的脫硫主機(jī)單元DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。在機(jī)組單元控制室內(nèi)實(shí)現(xiàn)對脫硝系統(tǒng)的集中控制。
脫硝控制系統(tǒng)主要監(jiān)控范圍包括以下部分：
脫硝反應(yīng)器SCR監(jiān)控；
脫硝公用系統(tǒng)，氨區(qū)監(jiān)控；
煙氣NOx分析監(jiān)視系統(tǒng)；
SCR脫硝吹灰器控制；
脫硝電氣系統(tǒng)監(jiān)控。
主機(jī)組分散控制系統(tǒng)操作員站能實(shí)現(xiàn)對脫硝系統(tǒng)的控制，主要包括：
在機(jī)組正常運(yùn)行工況下，對脫硝裝置的運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行有效的監(jiān)視和控制，并能夠根據(jù)鍋爐運(yùn)行工況自動(dòng)控制NOx的吸收反應(yīng)過程，滿足環(huán)保要求；
機(jī)組出現(xiàn)異常或脫硝工藝系統(tǒng)出現(xiàn)非正常工況時(shí)，能按預(yù)定的程序進(jìn)行處理，使脫硝系統(tǒng)與相應(yīng)的事故狀態(tài)相適應(yīng)；
出現(xiàn)危及單元機(jī)組運(yùn)行以及脫硝工藝系統(tǒng)運(yùn)行的工況時(shí)，能自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護(hù)，停止相應(yīng)的設(shè)備甚至整套脫硝裝置的運(yùn)行。
在少量就地巡檢人員的配合下，完成整套脫硝系統(tǒng)的啟動(dòng)與停止控制。脫硝系統(tǒng)的正常運(yùn)行以LCD和鍵盤、鼠標(biāo)為監(jiān)控手段。
展開 脫硝塔氣流均布及阻力CFD模擬分析
脫硝項(xiàng)目中，脫硝塔中布置4層催化劑，為保證脫硝效率和防止催化劑層堵塞、磨損，對脫硝塔（包含進(jìn)出口管道、導(dǎo)流格柵與催化劑層等）做CFD模擬。
1、 脫硝塔三維模型圖及斷面監(jiān)測位置
脫硝塔三維模型示意圖
2、 計(jì)算參數(shù)
2.1計(jì)算模型
湍流模型采用標(biāo)準(zhǔn)k-e模型，湍流流場的計(jì)算采用有限體積法離散控制方程，算法采用SIMPLE算法，對流項(xiàng)采用一階迎風(fēng)格式，近壁面采用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)法處理。假定流體是不可壓縮的，作定常流動(dòng)，整個(gè)模擬過程為等溫過程,催化劑層采用多孔介質(zhì)模型。
監(jiān)測面考核指標(biāo)
inlet為速度進(jìn)口（velocity-inlet）；
outlet為壓力出口（pressure-outlet）；
催化劑層為多孔介質(zhì)。
監(jiān)測面打點(diǎn)圖
3、 計(jì)算結(jié)果及分析
3.1 原始結(jié)構(gòu)
原脫硝塔模擬運(yùn)行狀態(tài)如下：
監(jiān)測面的速度云圖
整體速度流線圖
監(jiān)測面的速度相對標(biāo)準(zhǔn)偏差Sr
監(jiān)測面的速度入射角度
分析：監(jiān)測面的速度相對標(biāo)準(zhǔn)偏差Sr=65.82%，不滿足判定標(biāo)準(zhǔn)要求，且速度入射角嚴(yán)重偏大，速度角度偏大會(huì)造成局部催化劑磨損，應(yīng)該對該處的速度入射角進(jìn)行調(diào)整，從而滿足判定標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.2 添加導(dǎo)流板
調(diào)整導(dǎo)流板后脫硝塔模擬運(yùn)行結(jié)果如下：
監(jiān)測面的速度云圖
速度流線圖
監(jiān)測面的速度相對標(biāo)準(zhǔn)偏差Sr
監(jiān)測面的速度入射角度值
分析：通過導(dǎo)流板的均流及對高速氣流的擴(kuò)散作用，計(jì)算結(jié)果速度相對標(biāo)準(zhǔn)偏差Sr及速度入射角度都滿足判定標(biāo)準(zhǔn)要求。
展開 燃煤電站SCR煙氣脫硝CFD技術(shù)的研究進(jìn)展
摘要：選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術(shù)雖然應(yīng)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(shí)有發(fā)生,CFD技術(shù)可多角度模擬現(xiàn)場情況,有助于問題的解決.對國內(nèi)外燃煤電站SCR煙氣脫硝CFD技術(shù)的研究進(jìn)行了綜述,在對文獻(xiàn)進(jìn)行梳理的基礎(chǔ)上,闡述了計(jì)算流體力學(xué)CFD軟件在SCR煙氣脫硝模擬中的應(yīng)用情況。
其主要領(lǐng)域包括:流場模擬、組分濃度場模擬、氣固兩相流模擬、化學(xué)反應(yīng)模擬等.指出合理均勻的流場是整個(gè)SCR系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行的基礎(chǔ);耦合詳細(xì)反應(yīng)機(jī)理的SCR模型與鍋爐燃燒、SNCR等模型的聯(lián)合模擬是未來研究的重點(diǎn).
選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術(shù)作為一種高效的NOx控制技術(shù),在燃煤電廠得到廣泛的應(yīng)用。然而,由于燃煤機(jī)組負(fù)荷、煤質(zhì)多變且現(xiàn)場運(yùn)行缺乏理論指導(dǎo),SCR煙氣脫硝系統(tǒng)在投運(yùn)過程中往往出現(xiàn)較多問題。
雖然國內(nèi)外學(xué)者對SCR數(shù)值模擬技術(shù)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(shè)反應(yīng)器入口速度、組分濃度、溫度等邊界參數(shù)均勻分布的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的;(2)SCR反應(yīng)器內(nèi)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)及氣固兩相流動(dòng)過程,靠單一的CFD軟件難以實(shí)現(xiàn)。本文對國內(nèi)外關(guān)于SCR數(shù)值模擬的文獻(xiàn)進(jìn)行了梳理和總結(jié),在介紹SCR關(guān)鍵技術(shù)的同時(shí)指出其在工程運(yùn)行中存在的問題,為數(shù)值模擬研究提供借鑒。
1流場的數(shù)值模擬
SCR煙氣脫硝系統(tǒng)如圖1所示。SCR煙氣脫硝反應(yīng)器(以下簡稱SCR反應(yīng)器)通常布置在省煤器與空氣預(yù)熱器之間,受場地及空間位置等因素的制約,SCR反應(yīng)器前往往存在1個(gè)或多個(gè)變截面煙道。變截面煙道會(huì)加劇反應(yīng)器內(nèi)流場的不均勻性,并且增大系統(tǒng)的壓降。
在設(shè)計(jì)SCR煙氣脫硝系統(tǒng)時(shí),對反應(yīng)器內(nèi)噴氨格柵截面和首層催化劑入口截面速度的均勻性有嚴(yán)格要求,即這2個(gè)截面速度相對偏差系數(shù)均應(yīng)控制在15％以內(nèi)。
展開 某鋼鐵廠SCR脫硝，根據(jù)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差研究催化劑上表面的偏差值，通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)使偏差及阻力滿足要求 ￥15
某鋼鐵廠SCR脫硝項(xiàng)目中，以其中脫硝主體設(shè)備為研究對象，按照1：1對脫硝設(shè)備建立三維模型，并按要求設(shè)置進(jìn)氣口管道和出氣口管道，進(jìn)口為inlet，出口為outlet。
兩點(diǎn)說明：1.《火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定對氣流均布可采用數(shù)值模擬的方法計(jì)算，但對于判定的標(biāo)準(zhǔn)并無規(guī)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(biāo)準(zhǔn)偏差法進(jìn)行判定，以下將有介紹。2.由于催化劑基材板厚0.7mm，板間距7mm，在整個(gè)催化劑模塊內(nèi)相當(dāng)于密實(shí)排布，而催化劑模塊在長×寬為10080mm×5000mm的脫硝殼體內(nèi)也是無間隙排布。因此催化劑上平面可類比成等開孔率的分布板。若氣流在催化劑上平面分布均勻，則進(jìn)入催化劑內(nèi)部會(huì)更加均布。在脫硝模型中去掉催化劑模型，改為監(jiān)測催化劑上平面100mm（模型中所標(biāo)33m）處的氣流均布性能，該簡化是合理的。
三維模型圖及斷面監(jiān)測位置
脫硝設(shè)備氣流模擬模型
在模型中速度監(jiān)測斷面位置（33m位置打點(diǎn)斷面）
設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件
計(jì)算模型
湍流模型采用標(biāo)準(zhǔn)k-e模型，湍流流場的計(jì)算采用有限體積法離散控制方程，算法采用SIMPLE算法，對流項(xiàng)采用一階迎風(fēng)格式，近壁面采用壁面函數(shù)法處理。假定流體是不可壓縮的，作定常流動(dòng)，整個(gè)模擬過程為等溫過程。
邊界條件
煙氣溫度為350℃，煙氣密度約為0.566kg/m3，煙氣動(dòng)力粘度系數(shù)=3.14×10-5Pa?s
因有兩個(gè)進(jìn)口，所以單個(gè)進(jìn)口煙氣流量為325000m3/h。
入口斷面的當(dāng)量水力直徑D：
D=2.294m，
湍流強(qiáng)度I：
I=2.77
入口邊界條件設(shè)置為速度入口，出口邊界條件設(shè)為壓力出口，壁面采用無滑移邊界條件。
計(jì)算結(jié)果及分析
定義
目前國際上還沒有統(tǒng)一的評定氣流分布均勻性的標(biāo)準(zhǔn)方法。
展開 
煙氣脫硝（SCR)技術(shù)及相關(guān)計(jì)算
煙氣脫硝，按治理工藝可分為濕法脫硝和干法脫硝，目的是脫除煙氣中的氮氧化物。隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和生活水平的提高，氮氧化物的污染問題，也越發(fā)引人關(guān)注。本文主要介紹了煙氣脫硝（SCR）技術(shù)及相關(guān)計(jì)算。
一種檢修平臺(tái)與脫硝反應(yīng)器一體的整體有限元分析 ￥20
該模型為一種檢修平臺(tái)與脫硝反應(yīng)器一體結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖紙建立如下圖1所示模型進(jìn)行有限元分析計(jì)算。
模型建立與簡化
幾何整合：
需精確建模反應(yīng)器殼體（通常為鋼板焊接結(jié)構(gòu)）、內(nèi)部催化劑支撐梁、檢修平臺(tái)（含踏步、欄桿、支撐框架）及連接部件（螺栓/焊縫）。
接觸關(guān)系：
定義平臺(tái)與反應(yīng)器之間的接觸類型（如綁定接觸、摩擦接觸），模擬焊接或螺栓連接的真實(shí)剛度。
網(wǎng)格劃分：
應(yīng)力集中區(qū)域（如開孔、焊縫、平臺(tái)與反應(yīng)器連接處）采用加密網(wǎng)格，其他區(qū)域可適當(dāng)粗化以提高計(jì)算效率。
圖1 脫硝反應(yīng)器模型
2.設(shè)計(jì)依據(jù)
《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068-2018）
《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009-2012）
《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50017-2017）
強(qiáng)度校核：
檢查反應(yīng)器壁板、平臺(tái)梁、連接節(jié)點(diǎn)的Von Mises應(yīng)力是否低于許用應(yīng)力（需考慮高溫折減，如Q345R在300℃時(shí)許用應(yīng)力約為常溫的90%）。
剛度評估：
平臺(tái)撓度≤L/250（L為跨度），反應(yīng)器殼體變形需避免影響催化劑模塊安裝。
穩(wěn)定性分析：
對受壓構(gòu)件（如平臺(tái)支撐柱）進(jìn)行線性/非線性屈曲分析，獲取屈曲因子（建議≥3.0）。
3.荷載取值
根據(jù)脫硝反應(yīng)器荷載提資，計(jì)算各荷載值如下：
1） 恒載：整流格柵10.5t，電動(dòng)葫蘆2t；下部煙道及保溫37t；吹灰器煙道內(nèi)總重2.4t；催化劑總重378t。
2） 負(fù)壓7000Pa。
3）反應(yīng)器自重：軟件考慮。
4）活載：普通平臺(tái)檢修3KN/m2；催化劑吊裝平臺(tái)10KN/m2；每層催化劑積灰及檢修46.17t。
5）鋼材彈性模量按照300℃折減為177160MPa。
圖2脫硝反應(yīng)器
圖3反應(yīng)器荷載及支座約束
展開 垃圾焚燒SCR脫硝裝置流場模擬分析 ￥20
</p><p class="ql-align-justify"><strong>三、計(jì)算結(jié)果及分析</strong></p><p class="ql-align-justify">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：</p><p><br></p><p><br></p><p class="ql-align-center"><br></p><p><br></p>
展開 某SCR脫硝項(xiàng)目，其進(jìn)口帶一段水平煙道，模擬分析水平煙道積灰風(fēng)險(xiǎn) ￥20
本次模擬對象為某SCR脫硝項(xiàng)目，其進(jìn)口帶一段水平煙道，控制水平煙道積灰的要素有兩個(gè)：
1、氣流優(yōu)化：減少積灰條件
流速控制：
最低流速：保持煙道內(nèi)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(yōu)化進(jìn)口導(dǎo)流板或均流格柵，確保斷面速度偏差＜15%。
湍流抑制：減少直角彎頭，改用大曲率彎管（R/D≥1.5）或內(nèi)設(shè)導(dǎo)流葉片，避免局部渦流導(dǎo)致積灰。
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：從源頭防積灰
傾角設(shè)計(jì)：水平煙道設(shè)置≥5°~10°傾斜度，并在低端設(shè)集灰斗（帶鎖氣閥定期排灰）。
內(nèi)壁光滑化：采用內(nèi)襯耐磨陶瓷或玻璃鋼板，降低壁面粗糙度（Ra＜0.2μm），減少粉塵附著。
避免結(jié)構(gòu)死角：取消支撐梁凸起，改用外保溫支撐；法蘭連接處需平滑過渡。
本項(xiàng)目進(jìn)口煙道與反應(yīng)器同寬且彎頭較多，氣流為上部來流側(cè)部進(jìn)氣，該脫硝項(xiàng)目為高溫高塵，窯尾煙氣粉塵濃度較高，對反應(yīng)器入口水平直段底部極易產(chǎn)生積灰風(fēng)險(xiǎn)；通過添加導(dǎo)流板及結(jié)構(gòu)調(diào)整對流場進(jìn)行優(yōu)化，相對提高反應(yīng)器入口水平直段底部風(fēng)速，并使首層催化劑上風(fēng)速均布性及系統(tǒng)阻力滿足技術(shù)要求。
此外，在保證灰斗容積不變的前提下，在原始方案的基礎(chǔ)上將灰斗進(jìn)行抬高，控制該處局部阻力不變，優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)。
圖1 三維模型
圖中in01~in03和t2分別為壓力監(jiān)測面，x0為首層催化劑上200處監(jiān)測面。
本項(xiàng)目工況下煙氣量為1194688m3/h，由于本項(xiàng)目煙氣為含塵濃度較高的含塵煙氣，根據(jù)窯尾煙氣成分及含塵濃度，計(jì)算煙氣濃度為0.7188kg/m3；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，近壁面處采用無滑移邊界條件。
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