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摘 要

本文对锅炉SCR系统流场进行了研究，阐述了脱硝研究的意义以及对国内外的发展现状进行了综述分析。 以某670t/h燃煤锅炉所配置的SCR烟气脱硝装置为研究对象,进行脱硝系统流场的设计和网格的建立，利用FLUENT流体力学数值计算软件,对SCR反应器及进出口烟道流场进行了数值模拟。在数值模拟的结果分析中，得出增设导流板能够使流场更加均匀稳定，因此，进行了导流板的结构设计，以保证脱硝过程快速、高效的进行，合理的导流板设计还能延长催化剂的使用寿命。分析得出导流板的增加使入口烟道的流场更均匀，但导流板数量的增加给SCR反应器带来更大的压降。当导流板的分布到一定程度后,导流板数量的增加对入口烟道流场的改善变得微弱。

关键字：SCR；烟气脱硝；数值模拟；烟道；流场

670t/h coal-fired boiler flow field SCR denitration system design and research

Abstract

In this paper, the flow field of boiler SCR systems have been studied, explained the significance of denitrification and the status of research development at home and abroad were summarized analysis. SCR denitration device to a 670t / h coal-fired boilers are configured for the study, carried out to establish the flow field denitration system design and grid, using numerical fluid dynamics software FLUENT, and import and export for the SCR reactor flue flow field numerical simulation. In analyzing the results of numerical simulations, the draw additional deflector allows the flow field is more uniform and stable, and therefore, carried out the structural design baffles to ensure denitrification process fast and efficient conduct reasonable baffle design also can extend the life of the catalyst. Analysis results increase the inlet flue baffle more uniform flow field, but the increasing number of baffles to the SCR reactor greater pressure drop. When the distribution baffle to a certain extent, the increase in the number of baffles to improve the inlet flue flow field becomes weak.

The keyword:SCR; Flue gas denitrification; Numerical Simulation;flue; Flow field

目 录

中文摘要…………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract…………………………………………………………………………Ⅱ

目录…………………………………………………………………………………Ⅲ

第一章 绪 论 …………………………………………………………………1

1.1 研究的目的与意义 ………………………………………………………1

1.2 国外应用现状………………………………………………………………1

1.3 国内应用现状………………………………………………………………3

1.4 SCR脱硝系统流场优化……………………………………………………4

1.5 结语…………………………………………………………………………5

第二章 SCR脱硝系统流场的数值模拟方法………………………………6

2.1引言…………………………………………………………………………6

2.2 数值计算的方法……………………………………………………………6

2.2.1 基本的控制方程……………………………………………………7

2.2.2 控制方程的单值性条件……………………………………………9

2.2.3 网格划分原则………………………………………………………10

2.3 GAMIBT软件建立网格…………………………………………………12

2.4 FLUENT脱硝流场模拟……………………………………………………14

2.4.1 FLUENT简介………………………………………………………14

2.4.2 导入网格……………………………………………………………15

2.4.3 检查网格……………………………………………………………15

2.4.4 缩放网格……………………………………………………………15

2.4.5 k-epsilon(2 eqn)模型………………………………………………16

2.4.6 设置边界条件………………………………………………………16

2.4.7 设置求解控制参数…………………………………………………17

2.4.8 迭代计算……………………………………………………………17

第三章 脱硝反应系统的设计………………………………………………19

3.1 设计要求…………………………………………………………………19

3.2 设计方案…………………………………………………………………19

3.3 脱硝反应系统图…………………………………………………………20

第四章 脱硝系统内流场设计………………………………………………22

4.1 未加导流板装置的流场…………………………………………………22

4.1.1 几何模型及网格划分……………………………………………22

4.1.2 边界条件…………………………………………………………25

4.1.3 结果分析…………………………………………………………25

4.2 加装导流板和整流挡板…………………………………………………27

4.2.1 几何模型及网格划分……………………………………………27

4.2.2 不同结构的导流板设计…………………………………………28

4.2.3 不同数量的导流板对流场的影响………………………………30

4.2.4 边界条件…………………………………………………………33

4.2.5 改装后结果分析…………………………………………………33

第五章 总结与展望……………………………………………………………37

5.1 模拟结论……………………………………………………………37

5.2 展望与未来…………………………………………………………37

参考文献…………………………………………………………………………39

致谢………………………………………………………………………………41

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