电站锅炉SCR脱硝系统防磨格栅性能研究

发布时间：2017-09-21 03:12

  本文关键词：电站锅炉SCR脱硝系统防磨格栅性能研究

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【摘要】：随着火电厂装机容量的增大和当今环境问题的严峻性,需要严格控制氮氧化物(NOx)的排放。SCR烟气脱硝技术以无副产物、脱除效率高、高稳定性和装置简单等优点,已得到了广泛应用。高粉尘布置的SCR脱硝技术是目前燃煤电站广泛采用的工艺,但在高粉尘布置环境中,由于SCR反应器长期处于高尘烟气环境中,故固体颗粒极易造成催化剂堵塞、磨损和中毒等。因此需要在烟道中加装防磨格栅,以便将较大尺寸的灰渣颗粒拦截下来,提高催化剂的活性和使用寿命。基于冷态冲蚀磨损试验台和实验数据分析,以四种常用电站锅炉不锈钢防磨格栅试件(包括316不锈钢、316L不锈钢、2Cr13不锈钢和2Cr13+Si C喷涂材料)为对象,研究格栅的耐冲蚀磨损性能,主要分析不同因素(包括飞灰冲蚀速度、颗粒粒径、冲蚀角度以及飞灰浓度)对格栅耐冲蚀磨损性能的影响。基于Fluent数值模拟软件,研究和分析气固两相流流场等对防磨格栅磨损性能的影响,并依据实验研究对磨损方程经验参数进行计算和校核。研究表明:飞灰颗粒的冲蚀速率对格栅的耐磨损性能有明显的影响,格栅的相对质量磨损量随冲蚀速率的增加而增大,并以速度的指数规律增长,同时定义防磨格栅的耐冲蚀磨损性能系数,用它来表征四种材料的耐冲蚀磨损性能的大小,结果表明四种材料的耐磨损大小为:2Cr13+SiC2Cr13316316L;粒子粒径也是重要影响因素之一,在45.81~101.58μm的粒径范围内格栅的相对质量磨损量随着粒径的增大而增大;格栅的相对质量磨损量随着冲蚀角度的增大先增加后减小,最大冲蚀角度在30°~35°之间,同时,定义一个无因次角度系数来表明角度对格栅冲蚀磨损的影响;格栅的磨损速率随飞灰浓度的增加而不断增大,且基本上是沿着飞灰浓度的一次方关系不断增大的;经过数值模拟研究了连续相流场、离散相流场以及颗粒停留时间对格栅磨损性能的影响,并在模拟和实验研究相结合的基础上计算了符合格栅磨损的磨损方程经验参数,这将对防磨格栅的设计和工程应用有借鉴意义。
【关键词】：电站锅炉 SCR脱硝系统 防磨格栅 冲蚀磨损 性能研究
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 冲蚀磨损国内外研究现状11-13
• 1.3 冲蚀磨损机理13-18
• 1.3.1 塑性材料冲蚀磨损理论14-16
• 1.3.2 脆性材料冲蚀磨损理论16-17
• 1.3.3 绝热剪切与变形局部化冲蚀磨损理论17-18
• 1.3.4 二次冲蚀磨损理论18
• 1.4 冲蚀磨损主要影响因素18-20
• 1.5 课题主要研究内容20-21
• 第2章 实验装置、实验步骤及注意事项21-26
• 2.1 实验装置21-22
• 2.2 实验前准备工作22-24
• 2.2.1 试验装置调试22-23
• 2.2.2 防磨格栅试件加工及处理23
• 2.2.3 气流流量拟定计算23-24
• 2.3 实验步骤24
• 2.4 注意事项24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 实验数据处理与结果分析26-46
• 3.1 实验数据处理26-29
• 3.1.1 相对质量磨损量的确定26
• 3.1.2 冲蚀速度的确定26-27
• 3.1.3 飞灰颗粒浓度的确定27
• 3.1.4 煤灰颗粒平均粒径的确定27-29
• 3.2 实验数据分析29-45
• 3.2.1 冲蚀速度对防磨格栅磨损性能的影响29-34
• 3.2.2 飞灰粒径对防磨格栅磨损性能的影响34-38
• 3.2.3 冲蚀角度对防磨格栅磨损性能的影响38-41
• 3.2.4 飞灰浓度对防磨格栅磨损性能的影响41-45
• 3.3 本章小结45-46
• 第4章 防磨格栅磨损数值模拟与结果分析46-55
• 4.1 数学模型选择46-47
• 4.2 数值计算方法47-49
• 4.2.1 几何模型和网格划分47-48
• 4.2.2 边界条件和物质属性设定48-49
• 4.3 数值模拟结果分析49-51
• 4.4 经验参数计算与校核51-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第5章 结论与展望55-57
• 5.1 结论55-56
• 5.2 工作展望56-57
• 参考文献57-60
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果60-61
• 致谢61

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本文编号：892021