[发明专利]基于AIG不同区域对NH3浓度分布影响的SCR喷氨格栅分区方法

权利要求书

1.一种基于AIG不同区域对NH₃浓度分布影响的SCR喷氨格栅分区方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)现场实验和CFD数值模拟，得到锅炉典型工况下首层催化剂前NH₃浓度分布以及烟气速度分布；利用CFD后处理功能计算首层催化剂前截面烟气速度及NH₃浓度相对标准偏差值；所述典型工况包括最大连续蒸发量工况BMCR、汽轮机额定出力工况THA和75％THA；

(2)物模实验验证CFD数值模拟结果，利用物模实验数据计算首层催化剂前截面烟气速度及NH₃浓度相对标准偏差值；

分别比较物模实验与CFD数值模拟所得首层催化剂层前截面烟气速度场和NH₃浓度场的相对标准偏差值，用数值模拟与物模实验相对标准偏差值之差的绝对值，除以物模实验所得的相对标准偏差值，定义为相对标准偏差值的误差，当速度场或浓度场任一相对标准偏差值的误差大于5％，则修改CFD模型及参数后，转步骤(1)；否则转步骤(3)；

(3)计算典型工况下AIG不同区域对催化剂层前NH₃浓度分布的影响；

将首层催化剂各区域前截面NH₃浓度变化量的绝对值除以变化前的前截面均值，如果超过5％则将该区域视为被影响区域，取各个区域喷氨量在典型工况下影响的首层催化剂区域的交集，作为最终对应的影响区域；

(4)根据步骤(3)得到的影响区域，确定AIG喷氨格栅的分区，将各分区内的喷氨支管划分为一个区域；对分区边界上的喷氨支管，根据其并入前后对首层催化剂前NH₃浓度分布影响区域的变化，将该支管并入相邻区域中影响较小区域。

2.根据权利要求1所述的分区方法，其特征在于，步骤(1)中的现场实验和CFD数值模拟包括收集典型工况下SCR整体系统压降、各层催化剂压降、烟气流量、喷氨母管的喷氨量、喷氨压力、烟气温度和喷氨温度数据。

3.根据权利要求1所述的分区方法，其特征在于，步骤(2)中的物模实验验证CFD数值模拟结果，包括如下子步骤：

(3-1)按照适当的比例采用透明材料制作物理实验模型，喷氨过程采用CO₂作为示踪气体进行模拟，烟气采用空气模拟，采用网格法测量首层催化剂前截面速度值及NH₃浓度值；

(3-2)采用无量纲化处理步骤(3-1)得到的首层催化剂前截面速度值及NH₃浓度值，计算首层催化剂前截面速度及NH₃浓度相对标准偏差值，与步骤(1)中CFD模拟计算出来的相对标准偏差值进行对比分析；CFD模拟计算采用的模型在标准的k-ε，可实现的k-ε，以及RNGk-ε三种湍流模型中选择用以计算速度值；在通用有限速率模型、EDC、EDM和组分概率密度运输模型中选择用以计算浓度值；

若物模实验与CFD数值模拟计算出来的相对标准偏差值之间的误差小于5％，则认为数值模拟结果准确，模型及参数选择合理；若两个相对标准偏差值误差大于5％，则在标准的k-ε，可实现的k-ε，以及RNGk-ε三种湍流模型中重新选择适合的湍流模型；然后在通用有限速率模型、EDC、EDM和组分概率密度运输模型中重新选择适合的物质运输模型；

模型选择具体操作如下：

首先选用湍流模型计算速度场，当湍流强度过大时，采用标准的k-ε模型重新计算；否则认定为旋流扰流过大，选择可实现的k-ε模型或者RNGk-ε模型重新计算；

其次计算物质浓度场，分别选用通用有限速率模型、EDC、EDM和组分概率密度运输模型计算物质浓度场，判别各种模型计算出氨浓度场模拟值与物模实验测量值的误差，选择误差最小的模型用作浓度场计算；

根据数值模拟与物模实验结果从物模实验数据测量、数据处理，数值模拟速度场、物质浓度场云图，截面数据多方面综合分析出现误差的原因，相应重新选取CFD模型及参数，重复步骤(1)，直到满足实验与数模结果误差在5％以内，从而确定CFD数值模拟的模型和参数的选择。