[發(fā)明專利]一種火電廠SCR脫硝催化劑磨損預(yù)測計算方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110316156.0
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN112992288A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周夢偉;蔣珂;楊永林;譚增強;常磊;牛國平
• 申請（專利權(quán)）人: 西安西熱鍋爐環(huán)保工程有限公司;貴州盤江電投發(fā)電有限公司
• 主分類號: G16C20/30
• 分類號: G16C20/30;G06F30/23;G06F30/28;G06F111/10;G06F119/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種火電廠SCR脫硝催化劑磨損預(yù)測計算方法，建立尾部煙道數(shù)值模型，對尾部煙道數(shù)值模型內(nèi)的催化劑床層內(nèi)部的每個網(wǎng)格對應(yīng)有飛灰顆粒信息；根據(jù)飛灰顆粒信息，判斷飛灰顆粒的下一個時間步長飛灰顆粒的速度和位置，根據(jù)速度和位置判斷是否與催化劑發(fā)生碰撞；若發(fā)生碰撞，根據(jù)飛灰顆粒信息計算催化劑的磨損量，再利用反彈系數(shù)方程計算該顆粒在下個時間步長的速度方向和位置；若未碰撞，重復(fù)上述過程，直至該顆粒通過催化劑層，完成磨損預(yù)測。本發(fā)明可預(yù)測燃煤電廠的催化劑磨損率，從而計算公式可預(yù)測實際催化劑使用壽命，為降低催化劑磨損提供指導(dǎo)，該方法經(jīng)濟便捷，可靠方便，計算時間周期短。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于火電廠SCR脫硝催化劑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種火電廠SCR脫硝催化劑磨損預(yù)測計算方法。

背景技術(shù)

由于尾部煙道的氣固兩相流動較為復(fù)雜，目前對SCR脫硝催化劑的磨損預(yù)測局限于小型實驗臺上，主要方法為：采用含灰高速煙氣直接沖刷SCR脫硝催化劑，對沖刷前后進行稱重來判斷催化劑的整體磨損率。該方法僅能粗略得到催化劑的強度，無法考慮不同飛灰顆粒、飛灰入射角度、飛灰物理化學(xué)性質(zhì)等影響，也不能反映催化劑在實際流場的磨損情況，從而無法得到在反應(yīng)器斷面的催化劑局部磨損差異。

SCR脫硝催化劑布置在尾部煙道的脫硝反應(yīng)器內(nèi)，由于燃煤鍋爐尾部煙道中存在大量的飛灰，飛灰的存在會導(dǎo)致SCR脫硝催化劑磨損至坍塌或穿孔，造成脫硝效率下降，氨逃逸量升高。因此該磨損預(yù)測計算方法，可以預(yù)測磨損位置。對預(yù)防催化劑磨損，以及改進催化劑磨損有著重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種火電廠SCR脫硝催化劑磨損預(yù)測計算方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種火電廠SCR脫硝催化劑磨損預(yù)測計算方法，包括如下步驟：

1)建立尾部煙道數(shù)值模型，對尾部煙道數(shù)值模型進行網(wǎng)格劃分，再進行數(shù)值模擬計算，得到飛灰顆粒信息；

2)根據(jù)飛灰顆粒信息，判斷飛灰顆粒的下一個時間步長飛灰顆粒的速度和位置，根據(jù)速度和位置判斷是否與催化劑發(fā)生碰撞；

3)若發(fā)生碰撞，根據(jù)飛灰顆粒信息計算催化劑的磨損量，再利用反彈系數(shù)方程計算該顆粒在下個時間步長的速度方向和位置；

若未碰撞，返回步驟2)，直至該顆粒通過催化劑層，完成磨損預(yù)測。

本發(fā)明進一步的改進在于，若每個網(wǎng)格對應(yīng)沒有飛灰顆粒信息，則進行中心插值計算，得到該網(wǎng)格對應(yīng)的飛灰顆粒信息。

本發(fā)明進一步的改進在于，飛灰顆粒信息包括飛灰速度、飛灰粒徑、飛灰入射角度與密度。

本發(fā)明進一步的改進在于，磨損量通過下式計算：

E(α)＝g(α)E₉₀ (3)

式中：n₁、n₂為指定系數(shù)；E(α)為磨損量，H_v為材料維氏硬度；V_p為粒子與壁面的相對速度；V_ref為顆粒參考速度；d_p為顆粒粒徑；d_ref為顆粒參考粒徑，k₂為速度參考系數(shù)，k₃為粒徑參考系數(shù)，K₁為設(shè)置值，ρ_w為飛灰密度。

本發(fā)明進一步的改進在于，反彈系數(shù)方程如下：