[发明专利]一种选择性催化还原脱硝装置混合器多工况性能优化方法有效

专利信息
申请号: 202010259044.1 申请日: 2020-04-03
公开(公告)号: CN111437721B 公开(公告)日: 2023-01-17
发明(设计)人: 雷鉴琦;陈洪利;孝延军;王柬;崔贤;赵宇;岳磊 申请(专利权)人: 大唐珲春发电厂
主分类号: B01D53/86 分类号: B01D53/86;B01D53/56;F23J15/00;G16C20/10
代理公司: 北京中南长风知识产权代理事务所(普通合伙) 11674 代理人: 马龙
地址: 133303 吉林省延*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 一种 选择性 催化 还原 装置 混合器 工况 性能 优化 方法
【权利要求书】:

1.一种选择性催化还原脱硝装置混合器多工况性能优化方法,其特征在于,包括:

步骤1,基于实际SCR脱硝系统的尺寸和结构,以1:1比例建立包含锅炉省煤器出口和脱硝装置反应器的三维几何模型,并将所述三维几何模型离散化,创建网格模型,搭建数值计算平台;

步骤2,基于迎风面积相同的不同种类混合器,数值模拟SCR脱硝系统内气固两相流场及各组分混合过程,分析催化剂上方截面气固两相流及氨氮比的不均匀性,以确定最优的混合器形式,包括:

1)将催化剂上方截面的氨氮比的Cv与压损Δp归一化处理后的差值确定为目标函数,将混合器结构参数中的角度θ、直径d、高度h确定为设计变量,将催化剂上方截面烟气流速的Cv、锅炉省煤器出口至SCR脱硝系统首层催化剂入口截面压损确定为性能约束条件;

其中:

max Obj=(1-Cv′)-Δp′ (3)

s.t.速度Cv≤15%,Δp≤190Pa;

式中,n为试验次数;x为试验结果;为试验结果均值;Cv'、Δp'分别为样本中氨氮比、压损的归一化值;Cvmin、Δpmin为所有样本中氨氮比、压损的最小值;Cvmax、Δpmax为所有样本中氨氮比、压损的最大值;

2)通过中心复合设计,对混合器角度θ、直径d、高度h进行多因素多水平试验设计;

3)根据步骤1中搭建的数值计算平台,对各试验方案进行单工况计算,计算单工况设计混合器的SCR脱硝系统的速度、烟尘浓度、氨氮比与压损;

4)对数值试验数据进行统计分析、拟合曲面、建立数学预测模型,对目标函数在预测模型的基础上求最优解结构参数;

5)根据燃煤发电机组全年运行负荷在脱硝三个典型工况点附近出现的概率,对多工况条件下混合器性能参数赋予不同的权重,对期望函数进行多目标优化,求解具有更好负荷适应性的结构参数,具体包括:

基于发电厂SIS系统采集燃煤发电机组全年负荷数据,统计机组全年运行负荷在脱硝三个典型工况点50%BMCR、75%BMCR、100%BMCR附近出现的概率,将其定义为权重系数wti

根据步骤2)中的设计方案重新进行三个典型工况点的数值计算,计算每种方案混合器在不同工况点下的性能参数,分别乘以对应的权重系数wti后做代数和,构成新的期望Obj;

根据步骤4)重新对数值试验数据建立数学预测模型,对目标函数求解多工况最优解结构参数。

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