無錫整流格柵工業(yè)發(fā)達，發(fā)展迅速，國家近幾年大力開展環(huán)境保護，控制大氣污染，要求各石油化工、電廠、礦場對燃煤脫硫脫硝防止空氣污染提出了新的要求。那么這個過程中就少不了整流格柵的使用。
脫硝反應(yīng)器內(nèi)流場均勻與否關(guān)系到脫硝系統(tǒng)的實現(xiàn),而決定反應(yīng)器內(nèi)流場均勻性的關(guān)鍵在于催化劑床層上部導流裝置的性能。應(yīng)用計算流體力學軟件CFD,通過改變導流板間距、導流板長度、與Z軸的夾角(垂直軸)以及第1塊導流板距反應(yīng)器邊壁的距離,對煙氣整流格柵進行模擬,從而分析煙氣整流格柵結(jié)構(gòu)參數(shù)對反應(yīng)器流場分布的影響。結(jié)果表明,第1塊導流板距反應(yīng)器邊壁距離的改變對流場性能影響很弱,可以忽略;各結(jié)構(gòu)參數(shù)取值存在一個使反應(yīng)器流場的范圍;原始方案在均勻性、煙氣速度矢量指標、壓降中均優(yōu),可作為設(shè)計基準。
整流格柵主要用用在電廠煙道脫硫脫硝中，承載力強，過濾好，通風透氣，現(xiàn)已逐步應(yīng)用于電廠中。一般采用 300*3mm扁鋼，選用100*100mm的方格，扁鋼與扁鋼互插而成，尺寸各異，一般長度較長，達到10米左右。由于其長度較長，加工制作周期較長，建議客戶采購時能提前訂貨。
基于CFD模擬軟件對某SCR脫硝裝置進行了數(shù)值模擬，分析了不同整流格柵間距、形式對反應(yīng)器上部流場的影響。以不同高度截面的煙氣速度變異系數(shù)CV和氣入射角為定量評價指標，給出了滿足性能要求的整流格柵設(shè)計參數(shù)范圍以及優(yōu)設(shè)計方案。
整流格柵是SCR脫硝系統(tǒng)中重要的功能部件，其作用一是通過煙氣在格柵內(nèi)的碰撞、整合作用，將進入格柵前水平方向流動的煙氣調(diào)整為豎直向下流動，其二是將進入格柵前較差的煙氣速度分布整合的相對均勻。這兩個作用對于SCR脫硝系統(tǒng)而言具有重要的意義，煙氣在催化劑前控制在一定范圍內(nèi)的入射角能夠避免催化劑表面被過渡沖刷，使催化劑壽命得到保障，而速度分布的均勻性則是催化劑能被充分利用，達到理想脫硝效率的關(guān)鍵。因此，對SCR脫硝系統(tǒng)中整流格柵的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計十分必要。
本文對某300MW機組的SCR裝置進行了數(shù)值模擬，通過改變整流格柵的間距及其形式，分析了不同整流格柵結(jié)構(gòu)對其下游煙氣分布和煙氣入射角的影響，給出了可以滿足性能需求的設(shè)計范圍及優(yōu)方案，對于整流格柵的優(yōu)化設(shè)計有一定參考價值。
1數(shù)值模擬
采用三維建模軟件建立與實際裝置等比例的幾何模型，建模范圍為SCR進口至反應(yīng)器出口，如圖1所示。由于導流板及整流格柵的厚度遠小于反應(yīng)器及煙道尺度，故建模時將其厚度忽略。網(wǎng)格劃分時，Z向平面網(wǎng)格采用結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化結(jié)合的方式劃分，然后由Cooper方式生成體網(wǎng)格，終網(wǎng)格總數(shù)約為250萬。
數(shù)值計算采用Fluent軟件，湍流模型選用標準k-ε雙方程模型，氨氣與煙氣的混合過程采用SpeciesTransport模型，邊界條件設(shè)置為速度進口與壓力出口。根據(jù)煙氣參數(shù)和裝置尺寸，設(shè)置進口速度為12m/s，進口溫度為660K，水力直徑為4.5m;AIG噴口速度為8.4m/s，水力直徑為3.2m;反應(yīng)器出口水力直徑為4m。本文計算不考慮催化劑層阻力。
圖1SCR脫硝裝置幾何模型
2定量分析
首層催化劑上游的速度入射角度、煙氣及氨氣濃度分布均勻性是保證脫硝性能的關(guān)鍵因素。采用變異系數(shù)CV對速度及濃度的均勻性作定量分析，其定義是標準偏差與算術(shù)平均值之比，可反映出一組測量數(shù)據(jù)的離散程度。就本文而言，CV越明截面上速度或濃度的分布越均勻，偏離平均值的數(shù)據(jù)點越少。煙氣入射角即煙氣偏離垂直向下方向的角度，將該角大值α作為速度矢量的定量分析指標。對于速度CV、濃度CV以及α的優(yōu)化目標如表1所示。
表1 CFD流場模擬定量分析指標
需要說明的是，由于氨氣濃度CV的大小主要取決于AIG上游的煙氣速度分布，控制其大小的措施是通過合理布置導流板優(yōu)化AIG上游流場，與整流格柵的形式變化關(guān)系不大，因此下文對整流格柵結(jié)構(gòu)的優(yōu)化將以速度CV和大入射角α作為指標，在終確定的優(yōu)方案中將給出完整的定量指標結(jié)果。
鍍鋅鋼格板和不銹鋼格柵板在生產(chǎn)流程上沒有什么大的不同，都是用扁鐵焊接生產(chǎn)成的，它們的規(guī)格和型號基本一樣，簡單來說，區(qū)別就是材質(zhì)上的不同和應(yīng)用領(lǐng)域的不同，一般鍍鋅鋼格板可以用的地方不銹鋼格柵板都能替代，但是很少有用不銹鋼格柵板的，原因就是因為成本太高，一般是鍍鋅鋼格板的3-5倍。鍍鋅鋼格板之所以能夠廣泛應(yīng)用就是因為它的價格優(yōu)勢，各項指標也能達到用戶的要求，所有近幾年采購量一直上升，很多用戶都把它用作踏步板、平臺鋼格板、地溝蓋板、樹池蓋等。
一、承載以及使用范圍。
整流格柵 又稱作 整流柵格，一般用于火電廠脫硝煙道當中。由于其承載力強，排煙效果佳，實用性好，現(xiàn)已被廣大火電廠廣泛應(yīng)用。
二、材質(zhì)。
整流格柵，材質(zhì)一般選用Q235或是Q345鋼鐵材質(zhì)。
三、規(guī)格。
鋼板采用 300*3mm或是200*3居多，網(wǎng)格間距大多選用100*100mm的方格，鋼板開槽插接而成，尺寸一般根據(jù)圖紙定做。
四、尺寸
整流格柵一般長度較長，長度可達到11米左右，寬度可以達3m左右。由于其長度較長，加工制作周期較長，一般建議客戶提前預(yù)定。
五、表面處理方式
整流柵格由于其重量比較重，表面處理方式相對比較單一，一般表面防銹漆處理，再做一層面漆。
整流格柵的優(yōu)勢
整流格柵也叫鍋爐用鋼格板，這種產(chǎn)品是鋼格板系列能性強大的一種，功能強大的部分體現(xiàn)在一下幾個方面。
1、在安裝前，首先確認鋼結(jié)構(gòu)的安裝是否符合。
2、板材的位置必須按圖紙要求的標高、號碼鋪設(shè)，對號入座，準確定位。
3、安裝前請先仔細閱讀圖紙和裝箱單，然后按圖和裝箱單拆包裝。
4、按照鋼結(jié)構(gòu)平板構(gòu)件進行安裝，安裝后不能橫向移動或脫離支承架，主要有焊接安裝和安裝夾安裝兩種方法，焊接安裝是將其焊接在支承梁上，以形成堅固的性連接，而鋼格柵板安裝后如不需拆卸和移動，建議使用焊接方法固定，
昌鴻整流格柵板的生產(chǎn)制作：
整流格柵板制作一般依照以下幾個步驟： 1·原材料采購；2·扁鋼定尺；3·扁鋼開孔；4·對插焊接。整流格柵板的焊接要求在對對差點的四個面都進行滿焊，焊接的過程中要進行探傷，保證焊接融合的牢固性。由于整流格柵板的重量比較大，搬運，裝車時需要大型號吊裝設(shè)備，一般龍門吊比較合適，這也是考驗制造廠家綜合實力的一個參照點。
我廠在長期的制作過程結(jié)合鍋爐的實際應(yīng)用，通過CFD模擬實驗，整理了一套整流格柵對鍋爐于脫硝效果的具體應(yīng)用經(jīng)驗：
1·整流格柵的艱巨越大，其下游煙氣射角度越大，煙氣速度分布均勻性較差，能滿足指標要求的反應(yīng)器內(nèi)截面積高度越低，可接受的首層催化劑的安裝位置越靠下。整流格柵間距小于120mm為了接受的設(shè)計參數(shù)范圍。
2·將靠近煙氣側(cè)的整流格柵設(shè)計為傾斜結(jié)構(gòu)可緩解反應(yīng)器中靠近氣側(cè)的流速偏低現(xiàn)象。提高煙氣流速均勻性。并且整流格柵間距越小，次改進方式的效果越顯著。
1.材質(zhì)不同: 不銹鋼鋼格板材質(zhì)是304或316的，普通熱鍍鋅鋼格板鋼格板材質(zhì)是Q235扁鐵的，表面對象處理，二者材質(zhì)不同，價格相差很多。
2.橫桿不同:不銹鋼鋼格板全部是由304或316材質(zhì)制成的，普通熱鍍鋅鋼格板是由扁鋼和扭角方鋼制作的，不銹鋼材質(zhì)是沒有扭絞方鋼的，所以不銹鋼鋼格板的橫桿是圓鋼。
3表面處理不同:不銹鋼鋼格板表面一般都是進行拋光處理，普通鋼格板一般表面進行熱鍍鋅、冷鍍鋅或噴漆處理。
4.價格不同:不銹鋼鋼格板比一般的熱鍍鋅鋼格板材質(zhì)要貴，制作難度更大所以其價格要比普通熱鍍鋅鋼格板高，但質(zhì)量要比普通鋼格板好，使用壽命也更加的長。
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