静态混合器计算和设计

 

       静态混合器计算方法：

       SCR脱硝系统中的经典烟道布置方式，其中将混合器布置于AIG上方(即烟气下游)。在经典烟道布置中，往往需要在混合器下游的弯头处加装导流板以提高烟气流场的均匀性，于是有效混合距离λm与下游直管段有效距离λd相等：式中：N为导流板个数。个数N与烟道横截面的长宽比有关，当长宽比在1~1.5区间及4.5以上区间内时，个数为16个;当长宽比在1.5~2.3和3.5~4.5区间内时，个数为12个;当长宽比在2.3~3区间内时，个数为8个;当长宽比在3~3.5区间内时，个数为10个。

      静态混合器设计：

      针对某300MW燃煤机组的SCR脱硝系统，利用1.1所述的计算方法对静态混合器进行计算和设计，得到如下结果：方形叶片静态混合器的叶片边长为1020mm×1020mm，圆形叶片静态混合器的叶片直径为1020mm，偏斜角度均为45°，布置在AIG母管中心线上部1100mm处。

      静态混合器数学模型

　　数学模型按照某发电厂脱硝装置的实际尺寸1∶1比例进行建模计算，网格总数为337万，99.99%的网格扭曲度在0.82以下，网格的最大扭曲度仅为0.91。

　　速度场偏差和氨氮比浓度偏差的监测点布置在第一层催化剂上面300mm处，与现场测试点的位置相同。

　　采用FLUENT软件对流场进行模拟，按照1.2中脱硝装置的实际尺寸1∶1比例进行建模计算。

　　为便于计算，作如下假设：

　　(1)将烟气视为不可压缩牛顿流体;

　　(2)系统绝热;

　　(3)省煤器入口烟气流场分布均匀;

　　(4)不考虑化学反应;

　　(5)将催化剂层设为多孔介质;

　　(6)不考虑混合器及烟道内壁面的摩擦。

　　基于上述假设，在计算中采用连续性方程、动量方程、湍流动能(k)方程、湍流动能耗散率(ε)方程、组分方程、能量方程。

　　速度场偏差和氨氮比浓度偏差的监测面设置在第一层催化剂上面300mm处，与现场测试点的位置相同。在求解过程中，采用松弛迭代的变松弛系数法，采用一阶迎风差分，压力-速度的耦合方式为SIMPLIC算法。

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