1、ICS 13.020.40 J88 备案号:49815-2015 中华人民共和国机械行业标准JB/T 12131-2015 燃煤烟气净化SCR脱硝流场模拟试验技术规范Numerical and physical model technical specificaon for coal-frred flue gas SCR system 2015-04-30发布2015-10-01实施跚;中华人民共和国工业和信息化部发布JB厅12131-2015目次前言.IIl 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 试验方法.2 4.1 总则.24.2 数值模拟.24.3 物理模拟.25 技
2、术要求.3 5.1 基本要求.35.2 技术性能要求.3附录A(资料性附录)燃煤烟气SCR脱硝流场模拟试验报告.4A. l 概述.4A.2 初始设计H案数值模拟计算结果H.t.t.t.，.4A.3 优化设计方案模拟测试结果.4A.4 结论.4A.5 附件.4附录B(资料性附录)截面测点分布图.5 图B.l截面测点分布.5表B.l截面测点分布.5 JBIT 12131-2015 前言本标准按照GB厅1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由机械丁.业环境保护机械标准化技术委员会(CMIF，厅C7)归u.本标准起草单位z浙江大学、中电投远达环保工程有限公司、浙江菲达环
3、保科技股份有限公司、蓝天环保设备工程股份奋限公司、哈尔滨锅炉厂有限责任公司、浙江天地环保工程有限公司、浙江浩普环保工程有限公司、中环(中国)下.程奋限公司、北京巴布科克威尔科克斯有限公司。本标准主要起草人z高翔、杜云贵、袁伟锋、赵健、吴-I红、张涌新、张彦军、胡达清、黄海鹏、蒋善行。本标准为首次发布。II 燃煤烟气净化SCR脱硝流场模拟试验技术规范JBff 12131-2015 1 范围本标准规定了燃煤烟气净化SCR脱硝流场模拟的术语和定义、试验方法、技术要求等内容。本标准适用于燃煤烟气选择性催化还原法(selectivecatalytic reduction，缩写SCR)脱硝技术装备的数值和
4、物理模拟试验。垃圾和生物质燃烧、水泥行业及冶金化工行业烟气(SCR)脱硝技术装备开展SCR脱硝流场数值和物理模拟试验时可以参考执行。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GBZl 工业企业设计卫生标准GBZ2.1 丁.作场所有害剧素职业接触限值第1部分:化学有害国素GB厅50087T业企业噪声控制设计规范(附条文说明)GB厅21509-一2008燃煤烟气脱硝技术装备GB 50040 动力机器基础设计规范(附条文说明GB 50236 现场设备、工业管道焊接T程施
5、T规范(附条文说明)3 术语和定义3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 GB厅215092008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。燃煤烟气脱硝数值和物理模拟试验numerical and physical model for SCR system 用于优化脱硝技术装备丁.艺系统设计的试验方法，包括数值模拟计算和物理模拟试验。数值模型numerlcal model 根据实际，丁.程的几何形状建立的计算模型。物理模型physical model 根据实际丁.程的几何形状按照一定比例缩小建立的冷态模型。均流装置current device 使流体均匀分布的构件。瞄氨混合系统ammonia in
6、jection and mixing system 在SCR反应器进U烟道内将经空气稀释后的氨气喷入与烟气均匀混合的系统，一般有喷氨格栅(ammonia injection grid)、烟气混合器(flueg臼mixer)等技术。JB厅12131-20153.6 3.7 3.8 3.9 3.10 烟气流速偏差flue gas velocity relative standard deviation 速度分布的相对标准偏差。烟气流向偏差flow gas velocity direction absolute deviation 烟气流向与SCR反应器横截面垂直方向的夹角。烟气温度偏差flow g
7、as temperature absolute deviation 烟气温度分布的绝对偏差。浓度偏差ncentra岱onre如tivestandard de叫ation示踪气体浓度分布的相对标准偏差。自模化区self stimulation zone 当雷诺数Re大于某一定值后，欧拉数Eu不再与雷诺数Re有关时保持为一定值，此时惯性力是决定性因素，-1m黯性力的影响可以忽略不计，气流盾点的运动轨迹主要受惯性力的支配而不再受雷诺数Re的影响，气流运动状态进入自模化区。4 试验方法4.1 总则4.1.1 流场模拟试验宜采用数值模拟结合物理模实验的方法，根据实际脱硝工程的设计参数建立数值模理井进行计
8、算，将优化后的实际脱硝工秤按照一定比例缩小，建立冷态物理模琅并进行验证性实验。4.1.2 数值模型中可将a烟气视为不可压缩牛顿流体:物理模理应与实物几何相似，实验庆保持物理模中气流运动状态进入白模化|穴。4.1.3 按烟气流向顺序，模荆范阳!所包括咎煤器下部、智煤器至反成器入口连接烟遣、反向器、反ll.器出口至空预器连接烟道等部分。4.1.4 对脱硝工和市j始设计方案进行流场模拟试验，获得的SCR优化设计方案应用于实际T.程。4.1.5 物理模-琅中测试截面向包括省煤器出口、喷氨混合系统入口及出口、反应器入口、整流器入口、第一层催化剂入口、最后一层催化剂出口、雪预器入口彷.置等。数值模拟结果戚
9、与物理模型.中相应测试截面结果对比。4.1.6 试验研究报告格式参见附录A。4.2 数值模拟4.2.1 数值模拟所以烟道、喷氨混合系统、SCR反应器等的详细设计资料为基础建立模烈。4.2.2 数值模型计算单元数宜大于300万，喷氨混合系统以域网格向加密。4.2.3 数值模拟计算时需充分考虑其边界条件，一般假设在数值模入口处烟气流速、烟气温度和NOx浓度分布是均匀的。4.2.4 数值模拟计算结果至少应包括系统厄降、第一层催化剂入口处速度分布、浓度分布和温度分布的情况，报告格式参见附录A。4.3 物理模拟4.3.1 冷态物理模型j证以烟道、喷氨混合系统、SCR反应器等的详细设计资料为基础，物理模到
10、与实2 m厅12131-2015际系统大小的几何比例立为1: 15、1: 12或者1: 10.且气流运动状态进入自模化区。4丘2冷态物理模型主体儿何尺寸误差应小子0.5%.喷氨混合系统上游截面的最小截面积不小于O.30m2反应器最小截面积应不小T0.48 m2冷态物理模型整体漏风率l也小于5%。4.3.3 冷态模型主体宜采用透明材料制作。物理模型制作应符合GBZ1, GB厅50087、GB50040和GB 50236的规定。4.3.4 冷态物理模型中流体流动情况可采用测流丝、烟雾或软木屑喷射来呈现，并进行拍摄记录。4.3.5 流速测量可采用热线风速仪或皮托管等仪器:压力测量可采用皮托管、微压计
11、等仪器:浓度测量可采用烟气分析仪。4.3.6 截面测点分布参见附录B.SCR反应器截面处测点数量不少.T60个:喷氨混合系统入U截面处测点数量不少.T40个。4.3.7 浓度分布情况应使用合适的示踪气体来进行测试。实验室内有害气体接触限值应符合GBZ2.1 的要求。4.3.8 冷态物理模型试验中应进行积灰实验，可采用观察、拍照、摄像等手段记录烟道中的灰分沉降。4.3.9 物理模型试验结果至少应包括系统压阵、喷氨混合系统入口处速度分布、第一层催化剂入U处速度分布、浓度分布的情况，报告格式参见附录A。5 技术要求5.1 基本要求按照经过规定程序批准的图纸和设计文件要求，对燃煤烟气脱硝技术装备进行数
12、值和物理模拟试验。数值和物理模拟试验结果所符合GB/T21509-2008的要求。5.2 技术性能要求5.2.1 在100%BMCR工况下第一层催化剂入口烟气条件的一般要求:-一一烟气流速偏差系数小于15%;一一-烟气流向偏差小于100; 一一烟气温度偏差小T15.C; 一-NH3INOx摩尔比偏差系数小于5%。5.2.2 在100%BMCR工况下空预器入口烟气条件的一般要求:烟气流速偏差系数小于20%。3 JB厅12131-2015附录A(资料性附录)燃煤烟气SCR脱硝流场模拟试验报告A.1 概述A.1.1 机组概况A.1.2 CFD研究方法A.1.3 冷态物理模型试验技术要求A.1.4 冷
13、态物理模型模拟流体动力学理论A.1.5 冷态物理模型试验系统A.1.6 冷态物理模型试验测试A.2 初始设计方案数值模拟计算结果A.2.1 初始设计BMCR工况速度分布特性A.2.2 初始设计BMCR工况浓度分布特性A.2.3 初始设计BMCR工况流动阻力分布特性A.2.4 初始设计BMCR工况温度分布特性A.3 优化设计方案模拟测试结果A.3.1 优化设计方案A.3.2 数值模拟及物理模型试验测试结果A.3.3 优化方案与初始设计方案对比A.4 结论A.5 附件4 附录B(资料性附录)截面测点分布图JB厅12131-2015截面测点分布见表B.l和图B.l.每个轴向速度的测量值均为4个测点(
14、方形格的四个顶点的平均值。表B.1截面测点分布测试项目间距a间距b速度50mm :;50mm 流量lOOmm 主主lOOmm压力lOOmm 运lOOmm浓度分布50mm 主三50mm r!-oQ q 圈B.1截面测点分布5 的FON-F的FNFH闰华人民共和机械行业标准燃煤烟气净化SCR脱硝流场模拟试验技术规范JB/T 12131-201当国中* 机械工业出版社出版发行北京市百万陵大街22号邮政编码:100037 * 210rnmX297rnm 0.75印张.15于r2015年10月第1版第l次印刷定价:15.00元* 书号:15111. 12694 间址:http:/ 编辑部电话:(010) 88379399 直销中心电话:(010) 88379693 封面无防伪标均为盗版侵权必究版权专有JB/T 12131-2015
