[发明专利]一种火电厂SCR脱硝催化剂磨损预测计算方法

说明书

一种火电厂SCR脱硝催化剂磨损预测计算方法，建立尾部烟道数值模型，对尾部烟道数值模型内的催化剂床层内部的每个网格对应有飞灰颗粒信息；根据飞灰颗粒信息，判断飞灰颗粒的下一个时间步长飞灰颗粒的速度和位置，根据速度和位置判断是否与催化剂发生碰撞；若发生碰撞，根据飞灰颗粒信息计算催化剂的磨损量，再利用反弹系数方程计算该颗粒在下个时间步长的速度方向和位置；若未碰撞，重复上述过程，直至该颗粒通过催化剂层，完成磨损预测。本发明可预测燃煤电厂的催化剂磨损率，从而计算公式可预测实际催化剂使用寿命，为降低催化剂磨损提供指导，该方法经济便捷，可靠方便，计算时间周期短。

技术领域

本发明属于火电厂SCR脱硝催化剂技术领域，涉及一种火电厂SCR脱硝催化剂磨损预测计算方法。

背景技术

由于尾部烟道的气固两相流动较为复杂，目前对SCR脱硝催化剂的磨损预测局限于小型实验台上，主要方法为：采用含灰高速烟气直接冲刷SCR脱硝催化剂，对冲刷前后进行称重来判断催化剂的整体磨损率。该方法仅能粗略得到催化剂的强度，无法考虑不同飞灰颗粒、飞灰入射角度、飞灰物理化学性质等影响，也不能反映催化剂在实际流场的磨损情况，从而无法得到在反应器断面的催化剂局部磨损差异。

SCR脱硝催化剂布置在尾部烟道的脱硝反应器内，由于燃煤锅炉尾部烟道中存在大量的飞灰，飞灰的存在会导致SCR脱硝催化剂磨损至坍塌或穿孔，造成脱硝效率下降，氨逃逸量升高。因此该磨损预测计算方法，可以预测磨损位置。对预防催化剂磨损，以及改进催化剂磨损有着重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种火电厂SCR脱硝催化剂磨损预测计算方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种火电厂SCR脱硝催化剂磨损预测计算方法，包括如下步骤：

1)建立尾部烟道数值模型，对尾部烟道数值模型进行网格划分，再进行数值模拟计算，得到飞灰颗粒信息；

2)根据飞灰颗粒信息，判断飞灰颗粒的下一个时间步长飞灰颗粒的速度和位置，根据速度和位置判断是否与催化剂发生碰撞；

3)若发生碰撞，根据飞灰颗粒信息计算催化剂的磨损量，再利用反弹系数方程计算该颗粒在下个时间步长的速度方向和位置；

若未碰撞，返回步骤2)，直至该颗粒通过催化剂层，完成磨损预测。

本发明进一步的改进在于，若每个网格对应没有飞灰颗粒信息，则进行中心插值计算，得到该网格对应的飞灰颗粒信息。

本发明进一步的改进在于，飞灰颗粒信息包括飞灰速度、飞灰粒径、飞灰入射角度与密度。

本发明进一步的改进在于，磨损量通过下式计算：

E(α)＝g(α)E₉₀ (3)

式中：n₁、n₂为指定系数；E(α)为磨损量，H_v为材料维氏硬度；V_p为粒子与壁面的相对速度；V_ref为颗粒参考速度；d_p为颗粒粒径；d_ref为颗粒参考粒径，k₂为速度参考系数，k₃为粒径参考系数，K₁为设置值，ρ_w为飞灰密度。

本发明进一步的改进在于，反弹系数方程如下：