[發明專利]一種高均勻性SCR噴氨格柵的設計方法

有效

• 申請號: 202110694719.X
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113477082B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 謝新華;周健;何金亮;徐劍風;周生;張建華;劉曉奎;宋玉寶;李小健;孟慶黨;韓寶庚;孫寶仁;李延懷;肖立勝
• 申請（專利權）人: 蘇州西熱節能環保技術有限公司;華能巢湖發電有限責任公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 王會

本發明公開一種高均勻性SCR噴氨格柵的設計方法，SCR噴氨格柵包括依次與母管連通的若干連接管、若干支管聯箱和若干噴氨支管，每個噴氨支管上設若干噴嘴，還原劑與稀釋風混合后進入母管內再通過噴嘴噴出，通過控制與母管相連的各連接管的出口氣流量偏差、與支管聯箱相連的各噴氨支管的出口氣流量偏差及與噴氨支管相連的各噴嘴的出口氣流量偏差使噴嘴的出口氣流量分布均勻，實現對SCR噴氨格柵關鍵結構參數的優化。本發明給出了考慮聯箱效應的SCR噴氨格柵關鍵結構參數的設計方法，明確母管內徑、連接管內徑及數量、支管聯箱內徑及數量、噴氨支管內徑及數量、噴嘴內徑及數量的計算方法，為提升SCR噴氨格柵出口氣流分布均勻性提供依據。

技術領域

本發明屬于火電環保技術領域，具體涉及一種高均勻性SCR噴氨格柵的設計方法。

背景技術

在NOx超低排放形勢下，燃煤電廠NOx排放量要降低到50mg/m³以下，SCR脫硝效率需提高到約90％，對SCR反應器頂層催化劑入口的NH₃/NO摩爾比分布均勻性提出了更高的要求。噴氨格柵是將還原劑均勻噴入煙氣中的裝置，其性能直接影響著催化劑入口的NH₃/NO摩爾比分布均勻性。

中國發明專利，申請公布號CN101829498A，公開了一種噴氨格柵分區設計的方法，以匹配不均勻的煙氣速度分布和NOx濃度分布，提升噴氨格柵的調節靈活性。中國發明專利，申請公布號CN104524972A，公開了一種SCR脫硝裝置噴氨嘴的設計方法，通過對噴嘴的張角和交錯位移量進行優化，提升NH₃/NO摩爾比分布均勻性。上述兩個專利均采用數值模擬方法，研究了噴氨格柵結構對催化劑入口的NH₃/NO摩爾比分布均勻性的影響，分別提出了噴氨格柵分區和噴嘴交錯布置的優化設計方法，但值得注意的是，上述兩種設計方法中均未考慮箱效應對噴氨格柵出口流量均勻性的影響。

以圖1-2所示的單個分區的SCR噴氨格柵結構為例進行說明，還原劑NH₃與稀釋風混合后進入母管1，每個分區的支管聯箱3通過連接管2與母管1相連，與支管聯箱3相接的噴氨支管4上布置有若干個噴嘴5。

在進行SCR流場及噴氨格柵優化設計時，通常都假定一個分區內的所有噴嘴5的出口氣流量完全相同，進而通過SCR反應器內的氨氮混合數值模擬計算確定連接管2、噴氨支管4和噴嘴5的數量，然后按照一定的管內流速選取對應的管徑。由于聯箱效應的存在，這些噴嘴5的出口氣流量存在一定偏差，如果格柵管路的幾何結構設計不合理，這種偏差會非常大，直接影響了SCR噴氨格柵出口氣流分布均勻性。

發明內容

為解決現有技術中存在的聯箱效應造成的噴氨格柵各分區流量不一致、支管上各噴嘴流量不一致的問題，本發明的目的在于提供一種高均勻性SCR噴氨格柵的設計方法。

為實現上述目的，達到上述技術效果，本發明采用的技術方案為：

一種高均勻性SCR噴氨格柵的設計方法，所述SCR噴氨格柵包括依次與母管連通的若干連接管、若干支管聯箱和若干噴氨支管，每個噴氨支管上設置若干個噴嘴，還原劑與稀釋風混合后進入母管內再通過噴嘴噴出，通過控制與母管相連的各連接管的出口氣流量偏差、與支管聯箱相連的各噴氨支管的出口氣流量偏差及與噴氨支管相連的各噴嘴的出口氣流量偏差使噴嘴的出口氣流量分布均勻，實現對SCR噴氨格柵的關鍵結構參數的優化。

進一步的，所述SCR噴氨格柵的關鍵結構參數包括母管內徑、連接管內徑及數量、支管聯箱內徑及數量、噴氨支管內徑及數量、噴嘴內徑及數量，SCR噴氨格柵的關鍵結構參數通過SCR反應器內的氨氮混合數值模擬計算和上游管段聯箱效應對本段管路各分支出口流量偏差的計算獲取。

進一步的，包括以下步驟：