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【精彩论文】SCR系统结构模型与数值模型的适用性分析
观点凝练
摘要：针对火电厂SCR系统数值计算中结构模型与数值模型准确性与适应性等问题，建立完整与不完整的SCR系统结构模型，运用标准 κ−ε 模型与Realizable κ−ε 模型对其进行数值计算。通过与实测速度值对比，分析湍流模型与省煤器出口、灰斗、喷氨格栅、均流格栅结构对流场计算准确性的影响；通过与实测压降、出口NOx浓度分布、出口NH3逃逸分布的对比，分析与论证多孔介质模型、多组分反应模型中参数设定的理论性与准确性。结果表明：标准 κ−ε 模型与Realizable κ−ε 模型都能准确计算SCR系统内烟气流场与压降特性；省煤器出口与喷氨格栅结构对进口烟道内流场的准确计算影响显著；单层催化剂压降模拟值与实验值之间的相对误差为–1.9%；NOx脱除效率模拟值79.35%与实测值80.56%间的相对误差为–1.5%，且两者NH3逃逸分布趋势一致。
结论：（1）在本次试验条件下，Realizable κ−ε 湍流模型与标准 κ−ε 湍流模型都能准确反应SCR烟道与装置内的烟气流动与压降特性。
（2）以多孔介质模型代替均流格栅的板结构，显著改变了顶层催化剂上部烟气速度分布规律，使顶层催化剂上部烟气流速分布更加均匀，省煤器出口与喷氨格栅结构对进口烟道内流场的准确计算影响显著，灰斗结构对SCR系统流场计算没有明显影响。
（4）由于烟气分布的不均匀性，均匀喷氨使得截面S-2上前墙区域的NH3浓度约为后墙区域的1.25倍，区域催化剂间不均匀的净化反应，持续扩大截面S-3与S-5上NH3与NO分布的不均匀性，出口烟道截面S-5上区域NO浓度分布的最大相对偏差为58.8%，区域最大NH3逃逸体积分数约为55×10-6。
（5）数值计算NOx脱除效率79.35%与试验测试效率80.56%的相对误差为–1.5%，且两者的NO浓度分布在测孔与测点间规律均相一致，NH3逃逸的分布规律相一致，所建多组分反应模型能准确计算装置内物质的化学反应过程。
引文信息
肖育军, 邹毅辉, 李彩亭, 等. SCR系统结构模型与数值模型的适用性分析[J]. 中国电力, 2019, 52(3): 146-152, 160.XIAO Yujun, ZOU Yihui, LI Caiting, et al. Applicability analysis on the structure model and numerical model for the SCR system[J]. Electric Power, 2019, 52(3): 146-152, 160.往期回顾
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编辑：杨彪
审核：方彤
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