流場(chǎng)分布是影響脫硝效率的主要因素之一。在大型電站鍋爐中，選擇性催化恢復(fù)煙氣脫硝過程非常復(fù)雜，因此采用CFD方法計(jì)算導(dǎo)流板改善前后流動(dòng)場(chǎng)所，比較CV值說明改善前后差異。結(jié)果表明，通過導(dǎo)流板可以明顯提高導(dǎo)流板前后流場(chǎng)的均勻性。氨濃度分布受負(fù)荷限制，60%和84%負(fù)荷時(shí)，改善后氨濃度分布均勻，為脫硝改造提供理論依據(jù)。

氮氧化物在強(qiáng)烈的紫外線作用下生成光化學(xué)煙霧，選擇性催化還原法是常用的脫硝方案。該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，脫硝效率高，無副產(chǎn)品等，但煙流通徑變化時(shí)煙速突變，流場(chǎng)分布不均衡，產(chǎn)生渦流，脫硝性能下降。因此，一般來說，可以在變徑處加入導(dǎo)流板來解決這個(gè)問題。

1均勻性評(píng)價(jià)指標(biāo)和結(jié)果分析

在本文的計(jì)算中引入了可以表現(xiàn)場(chǎng)均勻性的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(CV值)，定量分析場(chǎng)均勻性。通過CV值的比較，可以判斷出流場(chǎng)的均勻性。

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差CV值的定義式為：

式（1）（2）中：CV為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（也被稱為“變異系數(shù)”）；S為標(biāo)準(zhǔn)偏差；為所有采樣點(diǎn)的平均速度值；Vi為第i個(gè)采樣點(diǎn)的速度值；n為采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)。

CV值對(duì)比，可判斷截面上游場(chǎng)均勻性。CV值越小，均勻性越好；CV值越大，均勻性越差。當(dāng)?shù)谝粚哟呋瘎�層入口截面的速度CV值低于15%時(shí)，也就是認(rèn)為流場(chǎng)的均勻性達(dá)到令人滿意的水平。中心面流場(chǎng)分布、催化劑入口截面氨濃度改造前后數(shù)值計(jì)算結(jié)果如圖1所示。

計(jì)算結(jié)果表明，改進(jìn)前流體在煙氣出口彎道處流速比較大。原始設(shè)計(jì)設(shè)置了導(dǎo)流板，但速度在該位置較大，容易引起干擾。調(diào)整后的導(dǎo)流板附近的區(qū)域流速下降，上下過渡比較均勻。這表明改進(jìn)后的流程更加均勻。

改進(jìn)前后速度CV值與氨濃度CV值對(duì)比情況如圖2所示。

結(jié)果表明，原創(chuàng)方案催化劑入口截面上速度均方根偏差較大，不符合SCR流場(chǎng)對(duì)均勻度的要求。通過改進(jìn)入口煙道、垂直煙道轉(zhuǎn)彎處的導(dǎo)流葉片，催化劑入口截面速度均方根偏差均小于原始，速度CV值偏差僅為2%，流場(chǎng)均勻度大大改善。

在CFD計(jì)算結(jié)果中，改造前后氨濃度場(chǎng)的差別并不大，但在多個(gè)運(yùn)行負(fù)的情況下，改造后氨濃度CV值小，因此整體的均勻性優(yōu)于改善前。

2結(jié)論

本文采用CFD方法模擬、分析導(dǎo)流板改進(jìn)方案，通過84%、70%和60%運(yùn)行負(fù)荷下的速度場(chǎng)CV值和氨濃度CV值的比較，分析了原始方案中存在的問題。由此說明2種工況下的速度場(chǎng)和氨濃度場(chǎng)的均勻性，并為降低設(shè)計(jì)成本、縮短時(shí)間提供了理論參考依據(jù)。

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