图12为优化后满负荷时顶部水平烟道速度分布。由图12可见：顶部水平烟道平均流速为14.2m/s，最大流速为16.9m/s，最小流速为9.3m/s，Cv值为12.4%，顶部水平烟道流速分布偏差降低；左右方向速度均匀，上下方向呈高速区与低速区交错布置的特点，高速区分布在靠近烟道壁及导流板壁面附近，将有效加强烟气携带灰分的能力，减轻积灰。
图12优化后满负荷时顶部水平烟道速度分布
图13为优化后满负荷时第1层催化剂前速度分布。由图13可见，第1层催化剂前平均流速为3.9m/s，最大流速为4.2m/s，最小流速为2.9m/s，Cv值为6.2%，速度分布偏差明显减小。这将显著减轻第1层催化剂高速区磨损及低速区积灰情况。
图13优化后满负荷时第1层催化剂前速度分布
图14为优化后满负荷下第1层催化剂入口截面的氨体积分数分布，该分布为假设喷嘴均匀喷氨时的计算结果。由图14可见，氨体积分数分布Cv值为4.1%。如喷嘴根据催化剂入口NOx分布情况调整分区喷氨量，氨体积分数分布偏差仍将下降。表5为流场优化前后脱硝装置中速度分布情况对比。
图14优化后满负荷时第1层催化剂前氨体积分数分布
表5流场优化前后脱硝装置中速度分布情况对比
4优化改造效果
4.1实际测试
2016年9月和2017年7月，电厂分别完成了该2×300MW机组2号和1号燃煤锅炉的脱硝装置流场及氨喷射系统改造。西安热工研究院有限公司于2016年10月和2017年8月分别对这2台锅炉进行了流场优化调整及性能考核试验。
2号锅炉在流场优化调整后，250MW负荷（带供热）下：脱硝装置A反应器出口NOx质量浓度最大值为36.7mg/m3，最小值为17.9mg/m3，平均值为26.3mg/m3，相对标准偏差为28.3%，氨逃逸量平均值为1.96μL/L；B反应器出口NOx质量浓度最大值为43.9mg/m3，最小值为18.9mg/m3，平均值为31.5mg/m3，相对标准偏差为32.1%，氨逃逸量平均值为1.56μL/L。可见，NOx质量浓度分布及氨逃逸较流场优化调整前有了改善。
1号锅炉在流场优化调整后300MW负荷下，脱硝装置A、B侧出口的相对标准偏差分别为15.8%、15.4%，A、B侧脱硝装置出口NOx质量浓度平均值分别为30、30.6mg/m3，脱硝效率分别为86%、85%，氨逃逸量平均值分别为1.58、2.03μL/L。
4.2积灰情况
2号机组于2017年4月停炉，专业技术人员进入脱硝烟道及反应器进行了查勘。图15为喷氨格栅和导流板积灰情况照片。由图15可见，经过了8个月的运行，喷氨格栅喷嘴堵塞问题明显改善，除个别喷嘴堵塞外其余喷嘴均保持良好的通畅性，导流板上积灰情况明显好转，除浮灰外未发现严重的积灰情况。
图15优化后喷氨格栅及导流板积灰情况照片
5结论
1）CFD计算结果显示，原流场喷氨格栅前、顶部水平烟道、第1层催化剂入口速度分布Cv值分别为24.5%、13.9%和15.4%。流场优化后，相应位置的Cv值分别为7.8%、12.4%和6.2%。
2）在2×300MW机组2号和1号燃煤锅炉脱硝装置上实施流场优化方案后，2号锅炉脱硝装置A、B侧反应器出口NOx分布Cv值分别为28.3%、32.1%，氨逃逸量平均值分别为1.96、1.56μL/L。1号锅炉脱硝装置A、B侧反应器出口NOx质量浓度分布Cv值分别为15.8%、15.4%，氨逃逸量平均值分别为1.58、2.03μL/L。
3）流场优化后，机组连续运行8个月后停炉检查发现，喷氨格栅、导流板及烟道积灰情况得到显著改善，大部分喷嘴保持良好的通畅性，导流板上仅有一些浮灰。
原标题:燃用高沾污性煤质锅炉SCR脱硝流场优化