火力发电厂是大气污染物NO_x的主要来源之一,我国对火电厂NO_x排放标准日趋严格。选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction,SCR）脱硝技术因具有脱硝效率高、无二次污染、对机组运行影响小等一系列优点成为当前火电机组控制NO_x排放的首要选择。锅炉SCR脱硝系统结构复杂,其速度分布、氨氮混合均匀性对脱硝性能影响较大,通过加装烟气导流装置,提高烟气速度与组分浓度均匀性,进而提高脱硝性能,减轻积灰堵塞、腐蚀等问题。此外,SCR脱硝反应是影响脱硝性能的根本所在,对脱硝反应影响较大的运行参数主要包括烟气温度、流速、氨氮比等。SCR脱硝系统中,存在催化剂活性较高的温度,即脱硝反应的温度窗口。烟气流速直接影响NH₃与NO_x的混合程度及烟气在催化剂中停留时间,合理的流速可以促进NH₃与NO_x混合及反应充分进行。脱硝效率一般随氨氮摩尔比的增大而增大,但当氨氮比大于1.1时,氨逃逸量会急剧增大,也会加剧氨氧化等副反应,故需确定其最佳氨氮比。因此,基于脱硝反应机理分析,对脱硝系统流场、浓度场及脱硝反应影响因素进行模拟研究,以提高脱硝效率,降低氨逃逸,实现氮氧化物“超超低”排放。以某电厂1000MW锅炉SCR脱硝系统为研究对象,通过数值模拟计算找到导流板和整流格栅的最佳布置方案,以提高流场、浓度场均匀性。结果表明:SCR脱硝系统入口烟道两个直角转角布置6块弧直导流板,在催化剂上方布置间距0.2m,高度0.6m的整流格栅对流场、浓度场优化效果较好,喷氨下游截面速度偏差由改造前的26.78%降到11.83%,首层催化剂层入口截面速度偏差由30.1%降到12.9%,NH₃浓度偏差由11.4%降到3.3%。应用气相化学反应动力学软件CHEMKIN对SCR脱硝反应进行模拟,通过敏感性、反应路径、活性位覆盖度分析等对选择性催化还原脱硝反应机理进行深入研究。将CHEMKIN脱硝反应机理与FLUENT数值模拟耦合,模拟分析温度、氨氮比、空速等对脱硝反应的影响规律。结果表明:脱硝反应的温度窗口在330⁴20℃;控制氨氮比在1¹.05可使脱硝效率达到最大,且氨逃逸较小;低空速下脱硝效率较高,当空速大于4500h^-1后,随空速升高脱硝效率逐渐下降。