火力電站SCR脫硝系統的重要功能組件整流格柵是通過格柵的整流作用,將進入整流格柵前與豎直流通方向存在一定夾角的煙氣,在整流格柵的每個長方體格柵單元中進行氣氣湍流耗散、氣固碰撞后,使流岀整流格柵的煙氣流動方向基本豎直向下。更重要的是,整流格柵使夾雜在煙氣飛灰顆粒物在格柵壁中進行固固撞擊,然后豎直下落,使下方的催化劑壁面不被固體顆粒沖蝕,避免由此引起的催化劑堵塞、失活。
整流格柵是選擇性催化還原法SCR脫硝系統中重要的功能部件,其作用一是通過煙氣在格柵內的碰撞、整合作用、將進人格柵前水平方向流動的煙氣調整為豎直向下流動;二是將進入格柵前較差的煙氣速度分布整合得相對均勻。這兩個作用對SCR脫硝系統具有重要的意義,煙氣在催化劑前控制在一定范圍內的入射角能夠避免催化劑表面被過度沖刷,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鍵。因此,對SCR脫硝系統中整流格柵的結構進行優化設計十分必要。
設計方案
整流格柵結構設計為整流格柵髙度的優化設計。整流格柵的高度設計過長,會增加建造成本、加重支撐梁負擔;高度設計過短,則會達不到應有的整流效果,使出整流格柵后的煙氣速度矢量方向與豎直方向夾角過大。在煙氣流出后的速度矢量方向統計表中可以得出,在整流格柵高度為200mm時無論是極限入射角度60°和相對較大入射角45°整流效果基本達到穩定,即流岀生流格柵煙氣速度矢量方向大于10°區域所占比例與整流格柵高度為300mm的情況基本不變;而與整流格柵設計高度150mm和100mm的情況下整流效果則急劇惡化。
將整流格柵安裝位置由原始設計的安裝在催化劑層上方6500mm處(催化劑層上方煙道彎道出口處),移動至貼近催化劑層上表面。這樣可以避免由于速度大小分布不均勻導致的壓力分布不均勻,由于煙道的彎道和導流板(產生較大的背壓區域)對煙氣流場速度的影響,產生了高速流場區域與低速流場區域分層的間隔分布。整流格柵安裝位置貼近催化劑層的設計可以顯著增加整流格柵的整流效果。
結語
整流格柵間距越大,其下游煙氣入射角度越大,煙氣速度分布均勻性越差,能滿足指標要求的反應器內截面高度越低,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為可接受的設計參數范圍。將靠近煙氣側的整流格柵設計為傾斜結構可緩解反應器中靠進氣側的流速偏低現象,提高煙氣流速均勻性。并且整流格柵間距越小,此改進方式的效果越顯著。