ICS 13.020.40 JB J88 备案号：498152015 中华人民共和国机械行业标准 JB/T12131—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 specification for coal-firedfluegas SCRsystem 2015-04-30发布 2015-10-01实施 中华人民共和国工业和信息化部发布 JB/T12131—2015 目 次 前言 范围. 规范性引用文件 2 3术语和定义 4试验方法... 4.1总则... 4.2 数值模拟. 4.3物理模拟 5技术要求. 5.1基本要求 5.2 技术性能要求.. 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.2初始设计方案数值模拟计算结果 A.3优化设计方案模拟测试结果 A.4结论. A.5附件 附录B（资料性附录）截面测点分布图 图B.1 截面测点分布 表B.1 截面测点分布 JB/T12131—2015 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由机械工业环境保护机械标准化技术委员会（CMIF/TC7）归口。 本标准起草单位：浙江大学、中电投远达环保工程有限公司、浙江菲达环保科技股份有限公司、蓝 天环保设备工程股份有限公司、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）工程有限公司、北京巴布科克·威尔科克斯有限公司。 本标准主要起草人：高翔、杜云贵、袁伟锋、赵健、吴卫红、张涌新、张彦军、胡达清、黄海鹏、 蒋善行。 本标准为首次发布。 I JB/T12131—2015 燃煤烟气净化SCR脱硝流场模拟试验 技术规范 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（selectivecatalyticreduction，缩写SCR）脱硝技术装备 的数值和物理模拟试验。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。 GBZ1工业企业设计卫生标准 GBZ2.1工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素 GB/T50087工业企业噪声控制设计规范（附条文说明） GB/T21509--2008燃煤烟气脱硝技术装备 GB50040动力机器基础设计规范（附条文说明） GB50236现场设备、工业管道焊接工程施工规范（附条文说明） 3术语和定义 GB/T21509一2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 燃煤烟气脱硝数值和物理模拟试验 numericalandphysicalmodelforSCRsystem 用于优化脱硝技术装备工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。 3.2 数值模型 numericalmodel 根据实际工程的几何形状建立的计算模型。 3.3 物理模型physicalmodel 根据实际工程的几何形状按照一定比例缩小建立的冷态模型。 3.4 均流装置 current device 使流体均匀分布的构件。 3.5 喷氨混合系统 ammoniainjectionandmixingsystem 在SCR反应器进口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 （ammoniainjectiongrid）、烟气混合器（fluegasmixer）等技术。 1 JB/T12131—2015 3.6 烟气流速偏差fluegasvelocityrelativestandarddeviation 速度分布的相对标准偏差。 3.7 烟气流向偏差flowgasvelocitydirectionabsolutedeviation 烟气流向与SCR反应器横截面垂直方向的夹角。 3.8 烟气温度偏差flowgastemperatureabsolutedeviation 烟气温度分布的绝对偏差。 3.9 浓度偏差 concentrationrelative standard deviation 示踪气体浓度分布的相对标准偏差。 3.10 自模化区selfstimulationzone 当雷诺数Re大于某一定值后，欧拉数Eu不再与雷诺数Re有关而保持为一定值，此时惯性力是决 定性因素，而黏性力的影响可以忽略不计，气流质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型实验的方法，根据实际脱硝工程的设计参数建立数 值模型并进行计算，将优化后的实际脱硝工程按照一定比例缩小，建立冷态物理模型并进行验证性实验。 4.1.2数值模型中可将烟气视为不可压缩牛顿流体；物理模型应与实物几何相似，实验应保持物理模 型中气流运动状态进入自模化区。 4.1.3按烟气流向顺序，模型范围应包括省煤器下部、省煤器至反应器入口连接烟道、反应器、反应 器出口至空预器连接烟道等部分。 4.1.4对脱硝工程初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工程。 4.1.5物理模型中测试截面应包括省煤器出口、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、空预器入口位置等。数值模拟结果应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数值模拟应以烟道、喷氨混合系统、SCR反应器等的详细设计资料为基础建立模型。 4.2.2数值模型计算单元数宜大于300万，喷氨混合系统区域网格应加密。 4.2.3数值模拟计算时需充分考虑其边界条件，一般假设在数值模型入口处烟气流速、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压降、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冷态物理模型应以烟道、喷氨混合系统、SCR反应器等的详细设计资料为基础，物理模型与实 2 JB/T12131—2015 际系统大小的几何比例宜为1：15、1：12或者1：10，且气流运动状态进入自模化区。 4.3.2冷态物理模型主体几何尺寸误差应小于0.5%，喷氨混合系统上游截面的最小截面积不小于 0.30m²，反应器最小截面积应不小于0.48m²，冷态物理模型整体漏风率应小于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/T50087、GB50040和 GB50236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于60个；喷氨混合系统入口截面处 测点数量不少于40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降、喷氨混合系统入口处速度分布、第一层催化剂入口处 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值和物理模拟试 验。数值和物理模拟试验结果应符合GB/T215092008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： —烟气流速偏差系数小了15% —烟气流向偏差小于10°； 烟气温度偏差小于15℃； 一NH3/NO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/T12131—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