与热力发电系统的产成品单一，主机设备系列化不同，SCR 系统的影响因素多，系

统投资和运行消耗都很大，又缺乏直接经济效益，故对经济性很敏感，要求最大限度降
低总费用，此外，SCR 防堵、传质等工艺重点在化工/建材行业有较多经验可以加以整合。
因此，SCR 系统设计时需要对其关键参数进行多相关因素、大范围、高精度的优化，但建
立一次性整体数学模型非常困难，可以采取的工作方案是先根据脱硝系统进行总体规划
编制建模大纲，在据此将各子系统分别进行建立模型，分别为： SCR 反应器、氨/空气喷
雾系统、SCR 控制系统、SCR 的吹灰和灰输送系统等大模块，在各大模块中依据系统关系
再派生出次级单元，依次类推直至基元。划分模型单元后着手分析各模块的输入输出参数，
找出与目标模块相关的影响因素、制约条件等，以 MATLAB 软件的建模工具箱 Simulink
为平台建成单元模块，再连接各模块，组成较大的模块，同时将过程中逐步增加的相关
因素纳入数学模型中，得到与实际装置对应的具有较高真实度的模型，最终构成 SCR 系
统总体优化数学模型。
(3)系统关键点 CAE/CFD 分析

SCR 系统复杂、设备庞大，如采用常规的研究方法进行试验台试验、在已投运的装置

上进行实物试验或对大量已投运装置上取得的经验进行深入归纳总结既不经济也不现实。
因此利用 CAE/CFD 技术代替大部分研究中的试验工作，最大限度地将需要大型试验台的
复杂试验项目分解为小型简单的试验是非常必要的。

在 SCR 系统中通过对氨/空气喷雾系统、气固催化反应器的流动分析和模拟，为提高

工作效率、减少流动阻力、优化流场分布提供依据，并为设计方案提供验证手段。由于 SCR
系统的化学过程和防止催化剂中毒等都对温度较敏感，在设计中需要对实际过程中各工
作点下的温度值有较精确的掌握，同时 SCR 中的许多大型结构件存在局部受热的情况，
因此需要对结构的热应力和热变形进行分析；SCR 装置中存在大量、大型薄壳三维钢构架
等复杂的结构，并且几何外形、边界条件也很复杂，除简单的恒载、活载外，还有温度荷
载、冲击荷载、周期性或非周期性活荷载等，要采用有限分析法得到结构的应力、应变、变
形以判断结构的强度和正常使用情况。

SCR 反应器同常见的过程设备相比有其自身的特点，如设备尺度大、负荷范围宽、杂

质含量高、温度要求高等，这对化工过程设备的放大设计而言，是个全新的挑战，传统的
SCR 反应器设计方法只能给出一些定性的分析结果，而实验研究亦因设备尺度的问题受
到限制。随着近代力学及计算机软硬件技术的发展，对 SCR 反应器进行全尺寸的数值模
拟已成为可能。CFD 工具的引入将有助于对 SCR 反应器、喷氨混合段设计优化、进出口烟
道的理解，给出一系列的定性定量分析结果，从而完善 SCR 反应器的设计方法，为 SCR
工程的国产化奠定理论基础。
(4) 系统仿真

依据过程机理分别建立 SCR 反应器、氨/空气喷雾系统、SCR 控制系统、SCR 的吹灰和

灰输送系统等的动态数学模型，再将这些子模型合理连接起来，构成整个脱硝仿真系统
的数学模型，并基于 Wonderware 公司的 InTouch 系统软件，搭建灵活完善的 SCR 仿真平
台（包括教练员/工程师站、操作员站），通过对操作人员进行仿真培训、对系统的运行情
况进行研究来提高 SCR 研究、设计、调试和运行的效率。
  
结语
    将现代科技理论移植到 SCR 技术研发，将现代管理理论移植到 SCR 工程，用 OI2-SCR
核心技术解决项目实施过程中遇到的困难，烟气脱硝工程已实现绝大部分装备的国产化 ，
从而降低了烟气脱硝设备的成本，推动了我国电力环保事业的发展；对于暂时不能完全
国产化的设备（比如催化剂），先采用国外的产品，同时开展催化剂的研发工作，待技