[發明專利]一種煙氣脫硝設備CFD流場優化方法

在審

• 申請號: 202210337031.0
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114611436A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 雷本喜;藺海艷;趙孫福;王俊杰
• 申請（專利權）人: 合肥希普藍達環境科技發展有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/23;G06T17/20;G06F17/13;G06F113/08;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 北京保識知識產權代理事務所(普通合伙) 11874
• 代理人: 張晶

1.一種煙氣脫硝設備CFD流場優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、CFD數值模擬基于煙氣SCR脫硝反應器按照1：1的比例建立三維幾何模型；

S2、對S1中建立的三維幾何模型進行網格劃分，使三維幾何模型離散化，即通過有限的網格節點來描述實際的空間連續實體；計算區域需采用結構化和非結構化的混合網格進行劃分；

S3、建立湍流模型，選用標準k-ε雙方程模型來模擬煙氣SCR脫硝反應器內部的煙氣流動情況；

S4、采用多孔介質模型對三維幾何模型中的催化劑層進行模擬；

S5、采用物質組分傳輸模型對噴入氨氣在煙氣SCR脫硝反應器中的濃度分布進行模擬；

S6、根據煙氣體積流量和出入口截面尺寸，分別計算得出入口及出口的邊界條件；

S7、采用流體分析軟件進行迭代計算，直到動量、能量計算方程達到平衡，氣體流動趨于穩定，內部流場計算完成；

S8、判斷煙氣流動及混合的模擬結果能否滿足分布均勻要求。

2.根據權利要求1所述的一種煙氣脫硝設備CFD流場優化方法，其特征在于：

在S3中建立湍流模型時，在直角坐標系下，基本控制微分方程如下：

連續性方程：

雷諾運動方程：

雷諾應力方程：

湍能方程：

耗散率方程：

3.根據權利要求1或2所述的一種煙氣脫硝設備CFD流場優化方法，其特征在于：

在煙氣SCR脫硝反應器中設置不同優化結構，對多個設置不同優化結構的煙氣SCR脫硝反應器按照1：1的比例建立三維幾何模型，分別對多個三維幾何模型重復S2-S7中的步驟，獲取計算結果并對比分析。

4.根據權利要求3所述的一種煙氣脫硝設備CFD流場優化方法，其特征在于：采用S1所述的方法建立模型一、模型二和模型三：

A1、S1中所述的煙氣SCR脫硝反應器左側上端和右側下端分別設置有入口和出口，所述煙氣SCR脫硝反應器內設置有多組噴氨格柵和催化劑層，以此基礎上的煙氣SCR脫硝反應器按照1：1的比例建立三維幾何模型，作為原始模型，即為模型一；

A2、在A1中所述的煙氣SCR脫硝反應器中增加旋流器和四組導流板，所述噴氨格柵的噴嘴上設置有旋流器，其中兩組所述導流板分別設置在噴氨格柵上方和下方，另外兩組所述導流板設置在頂層催化劑層上方，四組所述導流板均傾斜設置；以此基礎上的煙氣SCR脫硝反應器按照1：1的比例建立三維幾何模型，作為模型二；

A3、在A1中所述的煙氣SCR脫硝反應器中增加旋流器和四組導流板，所述噴氨格柵的噴嘴上設置有旋流器，同時在所述噴氨格柵上游設置分區混合器，其中兩組所述導流板分別設置在噴氨格柵上方和下方，另外兩組所述導流板設置在頂層催化劑層上方，四組所述導流板均傾斜設置；以此基礎上的煙氣SCR脫硝反應器按照1：1的比例建立三維幾何模型，作為模型三。

5.根據權利要求4所述的一種煙氣脫硝設備CFD流場優化方法，其特征在于：對模型一、模型二和模型三獲取的計算結果包括各截面速度分布圖、煙氣SCR脫硝反應器的整體壓力分布圖和煙氣流線分布圖、煙氣SCR脫硝反應器中頂層催化劑層上游100mm處截面速度分布圖和NH₃濃度分布圖。