火电厂水媒式烟气加热器烟道优化数值模拟

目前国内火电厂烟道优化研究多数针对主流超低排放改造的烟道,缺乏对新兴余热利用设备的烟道优化分析,未深入考虑烟道设计对设备换热的影响。某600 MW火电机组水媒式烟气加热器(MGGH)烟道设计不合理,导致系统阻力大、机组带负荷能力不足。对此,本文采用CFD数值模拟方法分析该MGGH烟道流场,模拟结果与试验结果吻合良好,在判断其烟道设计问题基础上,提出了3种烟道优化方案,可有效改善MGGH前烟道流场,实现MGGH入口截面流速偏差减小6百分点,利于提高换热均匀性。3种烟道优化方案分别可降低阻力11.6%、16.0%、45.6%,其中优化方案3综合提高了MGGH前、后烟道的流动均匀性,尤其对烟箱内流场改善效果良好,烟道总阻力减少448 Pa,比改造前降低了45.6%,预计风机能耗降低10%,可达到提升机组带负荷能力的目的。     

锅炉烟道内流特征及结构优化的数值研究

火电机组烟道的阻力特性直接影响其流量分配，对引风机的安全经济运行产生较大影响。以某600 MW机组的局部烟道为对象，采用数值模拟方法计算了其内部流场，并基于原结构的计算结果提出了3种导流板的优化方案。结果表明：方案一和方案二可分别降低内侧和外侧烟道的全压损失；方案三可显著改善竖井及内外侧烟道的速度分布，全压损失约降低51.7%，内、外侧烟道流量分配均衡，优化了烟道的阻力特性。     

600 MW火电机组烟道优化

为了研究不同烟道形状的节能、降阻原理和效果,本文以阳西电厂2号600 MW机组的烟道优化项目为例,采用试验测量及数值模拟相对比的方法对原始方烟道与改造后圆烟道阻力进行了研究。通过对比改造前后烟道试验测量数据发现:采用圆烟道后,烟道阻力减小了570 Pa,与改造前相比阻力下降了76.7%,风机电耗大幅下降,相对于改造前风机电耗减少了9.6%,达到了节能降耗的目的。此次优化改造对大型火电厂的烟道优化具有重要的理论指导及工程借鉴意义。     

某1000MW机组电除尘器前后烟道流场特性数值模拟及结构优化

以某1 000 MW机组锅炉烟气系统为研究对象,采用计算流体力学(CFD)软件对电除尘器前后烟道流动和阻力特性进行了数值模拟,分析了烟气流量分布不均和管路阻力较大的原因,提出了除尘器前烟道采用三通道同时分流与导流板结合,除尘器后烟道采用缓转弯头和外削角急转弯头组合的优化方案,并对优化后除尘器前后烟道流动和阻力特性进行了模拟计算。结果表明:CFD计算结果与实际情况吻合较好,数值模拟结果可用于指导烟风管道的结构优化;优化后,除尘器前后烟道内涡流和偏流区域减小,除尘器的各分支烟气流量均匀,管道阻力降低明显,节能效果显著。     

引风机前烟道阻力特性分析

以某电厂引风机前烟道为例,运用计算流体力学软件对烟道内流场进行数值模拟,并根据数值计算结果与公式计算数据进行烟道各部件局部阻力特性比较分析.由比较结果可以看到,由于异形件局部阻力系数取值偏大,导致计算表格数据阻力值较大,从而引起风机选型的偏离.     

大型电站烟风管道节能优化及工程应用

为探究大型火力发电厂烟风管道系统优化机理,利用数值模拟的方法,对所建方截面烟道和圆截面烟道模型的流场进行数值计算并分析。结果表明：方截面烟道的内撑杆后存在明显的尾迹涡流区,且流动稳定以后的直烟道有效流动面积仅为烟道截面总面积的79%左右;方截面直烟道和90°弯头的出口速度偏差分别为0.209、0.246,烟道压力损失严重;圆截面烟道内部流动分离相对减少,圆截面直烟道和90°弯头的出口速度偏差分别为0.052、0.146,与方截面烟道相比,压损减少60%以上。同时,通过对某300 MW电厂烟道改造项目的数值计算可知,经过将烟道截面优化为圆形和整体布置优化以后,烟道阻力下降了74.6%,内部流场均匀性得到改善,经济效益明显。     

国华定州电厂600MW机组脱硫系统除雾器前烟道改造的数值模拟研究

借助通用的CFD数值计算软件FLUENT,对国华定州电厂600MW机组烟气脱硫系统除雾器前烟道流场进行模拟。数值分析结果表明,由于脱硫系统除雾器前烟道内导流板布置位置不合理等因素的影响,导致该区域流场分布不均匀。对除雾器前烟道内的导流板布置位置进行了数值计算,给出优化改造方案。运行情况表明,改造后除雾器的除雾效率有了较大的提高。     

燃烧模型与切圆锅炉烟气偏差的数值研究

详细分析并建立了锅炉多相流动与燃烧模型。利用该模型对改造前切圆锅炉水平烟道烟温、烟速偏差进了数值模拟,计算结果和实际运行状况一致,证明了模型的可行。数值研究表明:上二次风反切和小切圆可以有效减小水平烟道烟温烟速偏差,综合比较,上一次风反切是更为可行的改造方案。     

略阳电厂砖烟道阻力试验及烟囱改造

本文叙述略阳电厂５台锅炉同时满负荷运行时烟道冒正压，返烟严重，进而影响机出力问题，经对烟囱进行测试与空气动力学计算表明，其主要原因在于烟囱结构欠合理，出口段阻力过大造成。因此，建议对烟囱出口段进行改造，放大出口直径。文中给出了详细的计算过程及改造方案。     

火电厂除尘器前烟道流场性能诊断与优化

火电厂烟风道用于输送烟气、冷风等介质,其设计优化水平不但影响火电厂烟风系统阻力的大小,而且影响与烟风道直接相连的各个设备的运行状态。某600MW机组除尘器前烟道设计不合理,存在磨损严重、进入除尘器烟气分配不均等问题,文中采用标准k-ε模型,利用Fluent求解器对该部分烟道的流场进行数值计算,诊断分析其存在的主要问题,提出的3个改造方案均可使烟道阻力大幅度下降、烟道磨损减轻、进入除尘器烟气分配均匀。同时,研究了缓转半径及烟气流速对该段烟道阻力和烟气分配的影响情况,计算结果表明该段烟道缓转半径宜选在0.875以上,烟气流速对该段烟道的性能基本没有影响。     

1000 MW燃煤机组尾部烟道全流程流场优化

为进一步挖掘燃煤机组风烟系统节能潜力，利用数值模拟方法，对包括空气预热器出口至电除尘器入口、电除尘器入口至引风机入口、引风机出口至脱硫塔入口在内的尾部烟道全流程流场进行分析及优化，并且将模拟结果与工程应用结果进行对比。结果表明：模拟优化后，尾部烟道系统阻力下降205 Pa,各低温省煤器通道截面速度偏差均小于20%。模拟结果与工程应用结果较为吻合，所提出的大型燃煤机组烟道流场优化及节能耦合技术方案可提升机组运行的安全性和经济性。     

电站锅炉竖井内空气动力学特性研究

由于烟气调温挡板锅炉的尾部竖井区域内部的结构复杂,直接对竖井烟道模拟得到流动特性非常困难。针对该问题,提出了烟气阻力计算和计算流体力学(CFD)相结合的计算方法,即先采用烟风阻力计算得到等阻力特性的简化物理模型,然后应用Fluent软件对简化物理模型进行数值模拟。模拟结果表明,该方法可以较好地反映出竖井内部的流动情况,为研究竖井内流动情况以及竖井烟道烟气阻力特性提供了新的思路和有效方法。     

二次再热锅炉尾部三烟道流量分配的数值模拟

使用数值模拟技术对二次再热锅炉尾部三烟道流量分配进行了研究,分析其流场、压力场分布,并对典型工况下的流量分配和挡板阻力特性进行计算。研究发现通过数值模拟试验可以有效模拟二次再热锅炉尾部三烟道内的流场和压力场分布情况,得到流量分布和挡板压力特性关系。研究发现挡板对三烟道内流量分布具有一定的调节作用;在本模拟设置的调节范围内,单一烟道内流量的调节范围可以从14%调节至60%。     

CFD技术在布袋除尘器入口烟道流场研究中的应用进展

布袋除尘器作为一种高效的干式除尘器,在实际工程应用中存在一部分烟气流量分配不均、负载不平衡的问题,从而导致滤袋运行寿命过短、运行阻力偏大、运行成本偏高等一系列问题。进行了一些有关该方面的调研,讨论了CFD技术在该领域的应用能力。近年来,部分电厂基于CFD模拟技术开展了烟道改造工作,主要包括除尘器烟道入口截面形状、导流板的数量及形状、导灰板的形状及位置等,数值模拟结果表明通过对前述因素的改变,可以有效改善烟道内流场的不均匀特性,能够很好地解决烟气流量分配不均、负载不平衡的问题。工程实践表明,CFD技术能够对烟道优化设计起到很好的指导作用,CFD数值模拟结果可以作为烟道改造施工设计的依据。     

600MW机组引风机与增压风机“二合一改造”技术方案

以某电厂600 MW机组烟气系统改造为例,从经济性和安全性2个方面论述了锅炉引风机与脱硫增压风机"二合一改造"的可行性,给出了风机"二合一改造"的技术方案,包括设计原则、设计参数、烟道布置优化、烟道设计压力计算等。实施此方案可减少烟气系统阻力、降低改造工程量,从而节约改造投资,提高设备运行效率及机组运行的安全可靠性,可供类似改造工程参考。     

600 MW超临界机组尾部烟道流场优化

针对某发电厂锅炉尾部烟道阻力偏高、机组限负荷运行的现状,通过对尾部烟道流场诊断分析及优化设计,在烟道合适位置加装导流板,制定最佳的改造方案。改造后,机组出力恢复至600 MW,空预器出口至吸收塔入口段烟道阻力共降低73.7%,达到了节能降耗的目的。     

广州中电荔新锅炉烟道降阻分析与优化改造

为解决广州中电荔新机组投产后机组运行至满负荷附近时引风机出口烟道阻力异常高的问题,在对引风机出口处烟道流速测试分析的基础上,以引风机出口到增压风机入口烟道段为例,利用Gambit软件按烟道实际尺寸建立了烟道的数学模型。该模型采用SIMPLE算法,实现压力和速度的耦合求解;模型模拟和实测获得的压力损失结果接近,验证该数学模型的合理性。利用该模型对改造前烟道模拟,发现扩压拐弯段和增压风机入口段的压损比较严重,认为是烟道几何形状不合理所导致。为此,通过加装弧段导流板、隔流板、斜板等措施找到降阻最佳方案并对扩压拐弯段和增压风机入口段进行改造,改造后流场模拟表明这两段流速明显下降,阻力得以降低。     

600 MW电站锅炉引增合一改造流场数值模拟及性能研究

针对某电厂600 MW机组锅炉进行增压风机与引风机合一改造后,锅炉尾部烟道系统阻力提高可能会引起炉膛发生内爆的安全问题,利用数值模拟技术对锅炉烟气系统进行了研究。模拟了锅炉发生主燃料跳闸工况下的锅炉烟气阻力的瞬态变化,计算结果表明：在MFT发生的3.5 s时炉膛中心达到负压最大值-8035.3 Pa,引风机的负压在0.8 s时达到最小值-3987.8 Pa,引风机的选型符合防爆要求。研究可为电站锅炉进行增压风机改造后烟气阻力提高的安全评估提供技术方法。     

引、增压风机合并改造的烟道优化

针对火电机组锅炉引风机、增压风机合并改造后管网烟道系统的优化问题,提出了以数值模拟为核心,结合工程实际改造经验,进行综合评估的管网优化设计方法,并将其应用于300 MW机组引风机的改造工程中。改造后,烟道阻力在满负荷下由468 Pa 降至了193 Pa,吸收塔入口烟气流动均匀性得到改善,风机节能效果显著。     

分隔屏偏置锅炉烟气流动特性的研究

四角切向布置燃烧器锅炉在大型火力发电机组中广泛应用,然而烟道偏流引起过大热偏差常导致高温对流受热面超温、爆管,严重影响机组安全经济运行。该文对某３００ Ｍ Ｗ 锅炉通过分隔屏向左偏置一定角度进行炉膛、烟道中气流流动特性模型试验和数值模拟。研究结果表明：分隔屏偏置显著改善烟道偏流现象,可减轻过、再热器烟侧热力不均,防止过大热偏差;且改造方便、效果显著。图１４ 参５