《锅炉大气污染物排放标准》(GB 13271-2014)明确规定了 NOx的排放不高于200 mg/m3,部分地区不高于100 mg/m3,各燃煤机组为满足日益严格的环保要求,大多都采用了占据市场主流的选择性催化还原技术(SCR)。燃煤机组加装SCR脱硝装置后,由于SCR反应器中未完全参与脱硝反应的还原剂氨(NH3)与烟气中S03和H20发生副反应,生成具有黏性和腐蚀性的硫酸氢铵(ABS)。ABS使空气预热器积灰堵塞加重,造成回转式空气预热器中烟气和空气进出口压差大,炉膛压力波动大,严重影响锅炉安全和经济运行。本文结合大唐株洲电厂#3号炉实际案例,先对其SCR脱硝系统进行性能试验和数值模拟研究,再对空气预热器进行了数值模拟研究,试图解决、治理株洲电厂空气预热器的积灰堵塞问题。对3号炉的SCR反应器开展现场性能试验和数值模拟计算,证实了现场试验结果和数值模拟结果一致,并发现SCR脱硝系统流场中烟气的速度和氨浓度分布不均匀,催化剂入口截面处的速度和氨浓度的相对标准偏差分别为33.3%和13%。经过对比分析,最后得出在SCR反应器中加装60度倾斜角的导流板,改变静态涡流混合器与来流烟气成垂直角度的优化方案。根据优化方案,模拟得到第一层催化剂入口截面处速度的相对标准偏差减小为13.6%,对增加催化剂寿命和减少NH3逃逸有积极作用。通过试验发现,如果控制SCR出口 NO浓度在10ppm以上时,NH3逃逸浓度基本降至3 ppm,可减轻ABS造成空气预热器堵塞的问题。针对目前3号炉SCR系统NH3逃逸量大造成空气预热器堵塞的问题:首先对空气预热器中常用的4种板型换热元件(DU、DU3E、NU、CU)分别进行模拟计算,获得单元体通道截面的速度分布以及壁面的换热系数分布,给出了换热元件各自换热特性、阻力特性,为相应板型的应用提供参考。运用DU和NU板型模拟数据,结合株洲电厂SCR脱硝出口模拟得到结果作为空气预热器模拟输入参数,对株洲电厂3号炉空气预热器进行数值模拟,得到空气预热器的三维温度分布,分析空气预热器中ABS沉积和酸性腐蚀的范围;为避免目前ABS在空气预热器中跨层沉积问题,进一步模拟研究了空气预热器变转速工况、烟气入口速度梯度分布、空气入口温度变化对空气预热器整体性能、空气预热器ABS沉积和腐蚀位置的影响,为运行人员参数调整提供参考。本文通过优化SCR脱硝系统以减少氨逃逸和空气预热器运行、结构调整两方面的模拟研究,使得空气预热器更加适应SCR脱硝运行,对保证SCR脱硝机组安全稳定、经济运行具有重要的工程应用价值。