1、电厂 SCR 烟气脱硝装置的冷模实验研究摘 要 针对电厂在日常生产工作过程中所产生的 SCR 烟气进行处理，是一项重要的工作，然而随着我国环保工作的日渐深入，针对 SCR 烟气脱硝装置进行改进，开展相应的冷模实验确保最佳的去除效率，将是今后的核心要点。文章将针对这一方面的内容来展开论述，详细的分析了电厂 SCR 烟气脱硝装置的冷模实验关键点，同时对实验要求以及模化准则等进行了细致的阐述，旨在更进一步的促进去除效率的提升。 关键词 模化效率；SCR 烟气；电厂装置；脱硝装置；冷模实验 引言 在电厂的工作之中，SCR 反应装置设备可以说是整个电厂脱硝处理系统以及相关设备的核心组成部分。在其进行烟气
2、处理的过程当中氨浓度以及烟气的流动速度是否均匀、是否稳定，都将对整个处理系统的性能和处理效率产生极大影响。一般的来讲，在通常情况之下针对 SCR 烟气脱硝处理装置设备的烟道系统以及反应装置的设计工作当中需要进行 CFD数值计算，并且根据冷模实验所得出的结果来确定出各个机械设备的设计方式，诸如整流器、氨气混合装置、喷氨格栅、烟气导向装置等等，都需要根据实验所得出的结论以及理论依据来进行具体的设计。而在电厂 SCR 烟气脱硝装置的处理工作之中最为基本的原则是减少系统的阻力，充分的、最大程度发挥出催化剂的效应，延长系统的使用寿命。 1.冷模实验的模化准则和相似准则 在进行 SCR 烟气脱硝装置的冷模
3、实验过程之中，模化准则是一项关键性的影响因素，同时在实验进程当中还需要充分的考虑到气体流体力学等方面的理论知识。根据流体力学的方程，可以得到相应的结论，并且可以以此为依据来推导得出无量纲方程，当实际实验过程当中的初始条件以及边界条件相互类似之时，则可以得到缩放尺度与相关条件不存在关联的结论。在电厂 SCR 烟气脱硝处理装置的冷模实验之中，相应的准则可以用以下几个公式来进行表达： 在上述表达式当中，Sr 为斯特劳哈尔数，其是流体在流动过程当中所需要满足的一个最为基础的相似性准则，而在公式之中的另外两个无量纲数为雷诺数以及弗劳德数，分别表示为 Re 以及 Fr。根据相关的条件和定理，当公式之中的雷
4、诺士数值达到了一定的标准之时，在此环境之下的所有流体全部处于湍流区域当中，而流体所存在的粘性对于周边环境的影响也处于边界层之中，所以在这样的状况之下，整个边界层的厚度会逐步的随着流体雷诺数的增加而逐渐的趋向于一个较为固定的数值，因此，在雷诺数的相关条件影响之下，流场分布也会较为均匀。总的来讲，在电厂 SCR 烟气脱硝处理装置的冷模实验过程之中相似性准则和模化准则是非常关键的两个因素，需要对相关的公式定理进行细致的分析，以此作为实验依据，确保系统可以发挥出最佳的效应。 2.冷模实验具体要求 在模化实验之中有着严格并且具体的要求，而在实验当中遵循相关标准，是确保实验取得最佳效果的有力保障。首先，在
5、实验的模型研究之中主要需要对不同位置的流体流速、压损情况以及氨浓度分布状况等参数进行测定，其主要测定的部位集中在第一层催化剂的表面以及 AIG部位等。而在参数测定的过程之中，需要保证第一层催化剂表面的烟气浓度的分布速度可以达到最佳。此外，在模化实验之中还需要对不同部位、不同位置的装置设备灰尘积累情况进行统计分析，尽量的使得系统设备的压损降至最低，保证最佳的实验测定效果。 3.SCR 工艺设计以及计算中的要点 在 SCR 烟气脱硝装置设计和相关数据计算当中，不仅需要充分的对结构优化设计要点进行研究，同时还需要注重系统设备烟道设计的一些关键点。 3.1SCR 烟气脱硝装置结构设计要点 针对系统烟道
6、的设计，需要严格的按照我国制定的电厂管道设计准则和技术章程当中的规定，尽可能的减少异性构件以及系统零件的使用，如果必须使用，则需要根据电厂烟道设计的需求以及流体的特点，选择最佳的形状，进而确保气体介质等流通烟道之时外部的局部阻力可以降至最低。另外，针对 AIG 的设计，应当尽可能的远离反应设备和相关装置，通过这样的方式使得烟气以及氨气在注入之后可以有最佳的混合时间，确保其混合均匀，保证最佳的催化效果。而在 AIG 设置完毕之后，还需要布置相应的烟气、氨气混合装置，也需要注重设计以及布置的合理性。在系统的烟道各个拐角以及弯头部位，需要设置导向叶片，同样的，针对导向叶片的设计也需要充分的考虑到系统
7、的设计特点，一般来讲需要在直段不断设置相应的导向面板，进而使得流场可以更加均匀，减少由于设备灰尘积累以及系统的阻力而带来的不利影响。 3.2SCR 烟气脱硝装置烟道设计要点 针对烟道的设计，需要考虑到电厂的规模和实际生产的相关标准，一般的情况之下在大型电厂设计之中，不应当采用弯头设计的方式。在设计过程之中还需要考虑到系统阻力以及流速分布的影响因素，确保导向叶片在烟道内部可以发挥出最佳的效应，确保气体流场分布的均匀性，避免由于系统阻力过大而带来的不利影响。导向叶片的设计影响因素较多，并且其设计质量的好坏将对整个系统流畅分布的均与程度以及 SCR烟气脱硝处理系统阻力产生直接影响，另外，制作的成本也
8、是其一大影响方面。所以有必要深入的对电厂的各个工作环节进行分析。一般的情况之下，随着系统内部导向叶片数量的增加，系统的阻力也会随之有所增加，但是增加到一定的程度之时则会出现阻力下降的趋势。而在系统内部的流体流速分布状况则会随着导向叶片数量的不断增加而趋于一种较为稳定的状态。所以在这样的情况之下就需要针对 SCR 烟气脱硝处理装置内部流体流速分布状况、系统的阻力以及成本费用等等多个方面的因素对系统设计的要点进行综合性比较。导向叶片设计一般使用弧形面板，此种形状可以确保最为均匀的流场，在模拟过程当中也可以取得较好的效果。 4.结束语 在 SCR 烟气脱硝处理装置之中，不仅需要综合性的考虑到 AIG
9、、烟道以及反应器的布置，同时还需要结合电厂生产的具体要求以及工作标准，针对导向叶片以及烟气混合装置、整流器等进行合理的设计，确保各个系统构件之间可以无缝的连接，保障最佳的工作效果。SCR 装置的基本作用是确保进入到系统内部的烟气以及氨气等可以均匀的混合，并且在第一层催化剂的表面上方以最均匀的状态和流速分布。总的来讲，电厂 SCR装置设备的布置类型、系统的构成方式和组成等之间存在相似性，故而在 SCR 烟气脱硝装置的工艺设计过程当中还需要针对不同的工作需求进行一定的改进，根据技术标准和流程等，设计导流叶片以及导流板，力求满足系统的工作需求，保证最佳的工作效果，确保实现最大的效益。最后还需要根据 CFD 计算所得出的结果对导流叶片以及导流板的设计进行调整以及优化改良，延长设备的使用寿命，将催化剂的效应发挥至最大。 参考文献 1国家发展计划委员会、科学技术部，当前优先发展的高技术产业化重点领域指南，2013（7）. 2江浩，罗春雷，刘勇先，居文平，刘琦. SCR 烟气脱硝处理装置分析及研究J.热力系统运行发电，2012（06）. 3杨冬，徐鸿. SCR 烟气脱硝技术及其在燃煤电厂的应用J. 电力环境保护. 2007（01）.
