[發(fā)明專利]基于AIG不同區(qū)域?qū)H3濃度分布影響的SCR噴氨格柵分區(qū)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611069731.7
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106731786B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫路石;王賁;王科
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢華喻燃能工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 方可

1.一種基于AIG不同區(qū)域?qū)H₃濃度分布影響的SCR噴氨格柵分區(qū)方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)現(xiàn)場實驗和CFD數(shù)值模擬，得到鍋爐典型工況下首層催化劑前NH₃濃度分布以及煙氣速度分布；利用CFD后處理功能計算首層催化劑前截面煙氣速度及NH₃濃度相對標(biāo)準(zhǔn)偏差值；所述典型工況包括最大連續(xù)蒸發(fā)量工況BMCR、汽輪機額定出力工況THA和75％THA；

(2)物模實驗驗證CFD數(shù)值模擬結(jié)果，利用物模實驗數(shù)據(jù)計算首層催化劑前截面煙氣速度及NH₃濃度相對標(biāo)準(zhǔn)偏差值；

分別比較物模實驗與CFD數(shù)值模擬所得首層催化劑層前截面煙氣速度場和NH₃濃度場的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差值，用數(shù)值模擬與物模實驗相對標(biāo)準(zhǔn)偏差值之差的絕對值，除以物模實驗所得的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差值，定義為相對標(biāo)準(zhǔn)偏差值的誤差，當(dāng)速度場或濃度場任一相對標(biāo)準(zhǔn)偏差值的誤差大于5％，則修改CFD模型及參數(shù)后，轉(zhuǎn)步驟(1)；否則轉(zhuǎn)步驟(3)；

(3)計算典型工況下AIG不同區(qū)域?qū)Υ呋瘎忧癗H₃濃度分布的影響；

將首層催化劑各區(qū)域前截面NH₃濃度變化量的絕對值除以變化前的前截面均值，如果超過5％則將該區(qū)域視為被影響區(qū)域，取各個區(qū)域噴氨量在典型工況下影響的首層催化劑區(qū)域的交集，作為最終對應(yīng)的影響區(qū)域；

(4)根據(jù)步驟(3)得到的影響區(qū)域，確定AIG噴氨格柵的分區(qū)，將各分區(qū)內(nèi)的噴氨支管劃分為一個區(qū)域；對分區(qū)邊界上的噴氨支管，根據(jù)其并入前后對首層催化劑前NH₃濃度分布影響區(qū)域的變化，將該支管并入相鄰區(qū)域中影響較小區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分區(qū)方法，其特征在于，步驟(1)中的現(xiàn)場實驗和CFD數(shù)值模擬包括收集典型工況下SCR整體系統(tǒng)壓降、各層催化劑壓降、煙氣流量、噴氨母管的噴氨量、噴氨壓力、煙氣溫度和噴氨溫度數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分區(qū)方法，其特征在于，步驟(2)中的物模實驗驗證CFD數(shù)值模擬結(jié)果，包括如下子步驟：

(3-1)按照適當(dāng)?shù)谋壤捎猛该鞑牧现谱魑锢韺嶒災(zāi)Ｐ停瑖姲边^程采用CO₂作為示蹤氣體進(jìn)行模擬，煙氣采用空氣模擬，采用網(wǎng)格法測量首層催化劑前截面速度值及NH₃濃度值；

(3-2)采用無量綱化處理步驟(3-1)得到的首層催化劑前截面速度值及NH₃濃度值，計算首層催化劑前截面速度及NH₃濃度相對標(biāo)準(zhǔn)偏差值，與步驟(1)中CFD模擬計算出來的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差值進(jìn)行對比分析；CFD模擬計算采用的模型在標(biāo)準(zhǔn)的k-ε，可實現(xiàn)的k-ε，以及RNGk-ε三種湍流模型中選擇用以計算速度值；在通用有限速率模型、EDC、EDM和組分概率密度運輸模型中選擇用以計算濃度值；

若物模實驗與CFD數(shù)值模擬計算出來的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差值之間的誤差小于5％，則認(rèn)為數(shù)值模擬結(jié)果準(zhǔn)確，模型及參數(shù)選擇合理；若兩個相對標(biāo)準(zhǔn)偏差值誤差大于5％，則在標(biāo)準(zhǔn)的k-ε，可實現(xiàn)的k-ε，以及RNGk-ε三種湍流模型中重新選擇適合的湍流模型；然后在通用有限速率模型、EDC、EDM和組分概率密度運輸模型中重新選擇適合的物質(zhì)運輸模型；

模型選擇具體操作如下：

首先選用湍流模型計算速度場，當(dāng)湍流強度過大時，采用標(biāo)準(zhǔn)的k-ε模型重新計算；否則認(rèn)定為旋流擾流過大，選擇可實現(xiàn)的k-ε模型或者RNGk-ε模型重新計算；

其次計算物質(zhì)濃度場，分別選用通用有限速率模型、EDC、EDM和組分概率密度運輸模型計算物質(zhì)濃度場，判別各種模型計算出氨濃度場模擬值與物模實驗測量值的誤差，選擇誤差最小的模型用作濃度場計算；

根據(jù)數(shù)值模擬與物模實驗結(jié)果從物模實驗數(shù)據(jù)測量、數(shù)據(jù)處理，數(shù)值模擬速度場、物質(zhì)濃度場云圖，截面數(shù)據(jù)多方面綜合分析出現(xiàn)誤差的原因，相應(yīng)重新選取CFD模型及參數(shù)，重復(fù)步驟(1)，直到滿足實驗與數(shù)模結(jié)果誤差在5％以內(nèi)，從而確定CFD數(shù)值模擬的模型和參數(shù)的選擇。