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大型高溫選擇性還原反應器結構設計問題的分析論文
隨著我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，火電廠煙氣脫硝產(chǎn)業(yè)得到了推廣和發(fā)展，在當前的環(huán)保工程當中，已經(jīng)開始應用的煙氣脫硝技術比較多，不僅包括催化還原技術，還包括活性炭吸附技術以及燃燒器等。針對那些大規(guī)模的火電機組來說，往往都要應用催化還原技術，只有這樣才能從根本上降低火電廠煙氣脫硝排放量和排放濃度。
一、選擇性還原反應器脫硝功能
針對大型高溫選擇性催化還原反應器來說，是一種重要設備，其存在煙氣脫硝相關性能，不僅可以發(fā)揮出催化劑承載作用，還可以為后期脫硝反應奠定基礎，另外還可以提升煙氣流動通暢性，提升后期脫硝反應發(fā)生效率[1]。要想從根本上增強系統(tǒng)脫硝功能，不僅要選擇有效的催化劑，還要保證反應器結構設計得當。針對我國煙氣脫硝來說，主要是由舊機組改造而成的，無法促進后期裝置建設。而針對反應器結構設計來說，其存在比較多的約束因素，要想完成反應器結構設計，不僅要掌握現(xiàn)場空間大小以及環(huán)境溫度，還要掌握反應器三維以及相關氣流參數(shù)變化情況[2]。本研究當中所述的機組主要為600MW機組。
二、設計方案概括研究
針對催化劑來說，其可以發(fā)揮最大作用的溫度是省煤器煙氣對應的出口溫度，所以，針對大型高溫選擇性還原反應器來說，應當在省煤器以后進行設計布置，另外要和地面保留一定距離，這個距離往往控制在25米左右[3]。對于反應器對應的截面積大小來說，要想確定的話，要結合煙氣流的速度以及脫硝率的高低，還要控制反應器的尺寸大小。在大型高溫選擇性還原反應器的進出口，要實現(xiàn)接頭和機組的有效聯(lián)接。要在反應器的進口設置相應合理的導流板，針對催化劑模塊來說，最好設置三層。要選擇專業(yè)聲波清灰器，通過振動起到清灰效果。針對導流板來說，不僅可以起到框架支撐作用，還能起到內(nèi)撐加強作用，另外，針對反應器壁來說，應當選擇低合金鋼材料，只有選擇這類材料，才能起到耐高溫的作用[4]。
三、選擇性還原反應器結構設計
�。ㄒ唬┙Y構設計價值研究
對于反應器來說，其要承受的重量比較大，其外壓也比較大，其主要的受力比較多，不僅包括外壓，還包括熱應力等。針對大型高溫選擇性還原反應器來說，應當在高空布置，針對主體框架來說，對應的承載力往往比較小，所以必須重新打樁，以此來增多柱梁的數(shù)量。在分離脫硝裝置的時候，要保證架設高度足夠高，但其需要的結構建設費用比較高。所以，最好避免脫硝裝置分離現(xiàn)象出現(xiàn)，還要在滿足一定標準要求的基礎上，實現(xiàn)反應器和機組框架的有效結合，從根本上降低反應器重量和結構建設費用。要想實現(xiàn)這一目標，必須加大力學計算力度，在得出準確數(shù)據(jù)和掌握真實信息之后，制定出最優(yōu)化的結構設計方案。
�。ǘ┘夹g應用措施和設計方法
對于那些規(guī)模較大的鋼殼結構來說，對應的載荷能力和承壓能力都比較低，所以，不能單純依靠壁板提升反應器承重力，應當通過增加增強加強筋的功能，提升反應器結構承重能力，還可以增強梁柱承重能力，提升相關設備強度[5]。對于反應器對應的催化劑模塊來說，不能采取本體傳送方式，要把其支撐梁放置到殼壁外面，使得梁端替代支座，完成重量傳送工作，鋼殼體承受的重量可以依靠加強筋，把重量傳送到支座上。所以，在具體的加強筋結構設計過程中，要在結合重量載荷原理的基礎上進行，避免外壓導致鋼殼變形問題出現(xiàn)。在具體的開發(fā)過程中，最好應用大量CAE技術，同時在開發(fā)過程中，還要避免過于簡化，加大對校核指標的研究力度，最終得出最優(yōu)化結構設計方案。
四、支座設計方法研究
要想深入研究反應器支座結構設計問題，必須加大熱應力分析力度。熱應力最可能發(fā)生的部位是支座和反應器外壁上尺寸較大的加強筋或柱梁處。支座對反應器的熱脹冷縮效應會起到約束作用，合理的支座設計是減小熱應力的關鍵。因此，在設計壁外的加強結構時，應盡量減小加強結構的徑向尺寸，并盡量使鋼結構貼近壁板，且連續(xù)布置，以保證從內(nèi)壁到加強結構之間良好的熱傳導，以減小誤差。只有保證支座結構設計科學合理，才能從根本上降低熱應力。具體來說，在實際的反應器外壁結構設計過程中，要從根本上縮小對應的徑向尺寸，還要保證反應器內(nèi)部和加強結構熱傳導情況良好，從根本上降低溫度差。
在具體的支座設計過程中，要保證支座分布在一個平面上，防止反應器熱變形問題出現(xiàn)，在多個支座當中，要固定其中一個支座，根據(jù)各個支座確定對應的滑動方向，另外還要在掌握熱變形方向的基礎上進行相應的結構設置。所有的支座當中，只能有一個支座是完全固定的，各個支座的滑動自由度方向也不完全相同，應根據(jù)熱變形的方向合理設置。對于該固定支座來說，往往都設置在核心位置，可以從根本上降低熱變形量。對于多個滑動支座來說，往往需要有一個存在耐溫減摩性能的支座，這樣可以從根本上降低摩擦力，避免反應器相關結構和框架受損。
五、結語
針對大型高溫選擇性還原反應器來說，其主要應用到600MW的機組當中，要想保證該反應器的正確應用，應當深入研究其結構設計相關問題，要在結合流體力學相關知識的基礎上，對反應器各個裝置結構設計情況進行研究，還要對其布置情況進行研究，要從根本上調(diào)節(jié)煙氣速度等，從根本上改善脫銷反應情況。另外還要在應用計算機網(wǎng)絡技術的基礎上，加大對反應器結構和熱應力情況的研究力度，從根本上避免反應器變形等一系列問題出現(xiàn)。
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