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。     

湿法烟气脱硫塔内折形板除雾器优化的数值模拟

采用欧拉-拉格朗日方法模拟了湿法烟气脱硫塔内折形板除雾器单通道二维流场的气液两相流动特性,气相采用SST k-ω模型封闭的雷诺时均N-S方程,液滴采用颗粒随机轨道模型。在对无构件除雾器流场分析基础上,提出一种加装于除雾器叶片的构件,并分析了优化构件高度及顶角对气相流动特性、液滴运动轨迹及除雾器性能的影响。模拟结果表明,所提出的新型构件可增强除雾器的捕集性能,构件高度由3mm增大至5 mm或顶角由120°减小至60°均可进一步提高除雾效率,而高度的影响比顶角更加明显;综合考虑除雾效率与压降,对于高度为3mm或4mm的构件顶角适宜范围为90°至120°,而对于高度为5mm的构件,顶角减小使压降增加明显,其适宜角度为120°。     

流道构型对PEMFC综合性能的影响

为探究流道构型对质子交换膜燃料电池的性能影响，运用多物理场耦合软件COMSOL对比分析了阶梯流道与直流道、波浪流道三种流道在反应气体流速、阴极压降、电池产热、反应气体传质、极化曲线等方面的性能差异性。结果表明：阶梯流场最高阴极反应气体流速约为其余两种流场的1.65倍，压降约为其余两种流场的4倍；阶梯流道温度分布梯度多于其余两种流道，传质能力与波浪流道接近且强于直流道；三种流道峰值功率密度依次为：0.521 9、0.526 0与0.529 8 W/cm²，但考虑到三种流场的加工难易程度，阶梯流场综合性能优于其余两种流场。     

加装双钩片对除雾器流场及除雾性能的影响

为了研究加装双钩片对板式除雾器的性能以及不同粒径液滴去除率的影响,本文采用低Re SST k-ω湍流模型对湿法烟气脱硫系统中带双钩的板式除雾器内流场进行数值模拟,分析了钩片的结构参数、气流速度和液滴粒径对除雾效率和压降的影响。结果表明:与无钩片除雾器相比,加装双钩片对较小粒径液滴的去除率有显著提升,粒径为10μm液滴的去除率从原来7.99%提高到23.14%,粒径为20μm的液滴去除率从原来的31.63%提高到60.49%,而对粒径大于30μm的液滴去除率可达到90%以上;钩片的长度对除雾效率的影响为主要因素,而钩片的宽度对其影响很小;加装双钩的板式除雾器在压降允许范围内,改善了普通板式除雾器对小液滴去除率低的缺点,为高效除雾器的实验研究和设计提供了理论依据。     

质子交换膜燃料电池三种流场结构的性能研究

平行、交指和蛇形是质子交换膜燃料电池最常用的三种流场结构，为研究三者性能差异，利用CFD技术建模进行仿真分析，在反应气体均充足的条件下，对比三种流场燃料电池的氢气摩尔浓度、流道压降、催化层温度、水摩尔浓度的分布和极化曲线。结果表明，蛇形流场性能最优，交指流场其次，平行流场最差。尽管蛇形流场压降最大，但其催化层中温度最高，阳极氢气分布和阴极水浓度分布也最均匀，且其性能优势在高电流密度下更为突出。     

数值模拟技术在脱硫塔除雾器设计上的应用

介绍了除雾器的气水分离原理和设计原则,并运用 Fluent 软件模拟了除雾器叶片内的流场分布及液滴轨迹;分析了板间距和气流速度对除雾器分离效率的影响;归纳总结了除雾器设计中应注意的问题。     

湿式脱硫塔除雾器流场的数值模拟

选择k ε模型 ,运用ANSYS6.1软件的FLOTRANCFD模块对湿式脱硫塔除雾器的流场进行二维数值模拟。计算结果表明 ,以流体力学理论为指导 ,用ANSYS6.1软件的CFDFLOTRAN模块描述除雾器的流体力学特性 ,模型的计算值能较好地符合实验数据 ,对今后计算除雾器的工作效率和优化设计具有指导意义     

基于减缓石膏雨的脱硫塔流程优化

安徽某电厂脱硫塔内流速分布不均匀,造成除雾器效率低,加剧了石膏雨现象。采用数值模拟方法对脱硫塔流场进行优化。模拟结果表明,改造前喷淋层流场波动剧烈,除雾器流场分布不均,除雾效率只有74.41%,导致石膏雨生成。入口改造成倾斜向下,烟气"抬头"现象得到改善,各截面CV提高5%,除雾器效率提升4.44%;在改造入口条件下加弧形导流板后,喷淋层CV达到50%,除雾器CV更是达到70%,除雾器效率提升8.12%,远优于加竖直导流板的方案;喷淋层靠边界中空锥喷嘴换成实心锥喷嘴后,有效防止了高速烟气贴壁逃逸,喷淋层逃逸系数降低0.1,喷淋层CV提高近10%,除雾器效率提升6.46%。经过结构优化,该脱硫塔内流场均匀性改善,液滴贴壁逃逸现象减弱,塔内脱硫率提高,石膏雨现象减轻。     

600MW机组脱硫除雾器技术改造与应用

为彻底解决脱硫系统除雾器烟气流量、流速分布存在的严重不均衡现象,有效地消除机组烟囱产生的＂石膏雨＂现象,国华太仓发电有限公司根据自身设备的实际情况,在机组大修期间实施了脱硫系统除雾器的技术改造方案。详细介绍了除雾器除雾能力劣化的原因与过程、除雾器流场分析、技术改造方案以及采取的相关措施。     

管束式除雾器结构优化数值模拟及高效除雾器研制

为配合烟尘超低排放改造,基于流体动力学计算方法,对湿法烟气脱硫系统中管束式除雾器内的气液两相流流场进行了数值模拟,同时将双筒结构引入管束式除雾器,通过改变筒体结构和叶片结构参数,分析得到了管束式除雾器对不同粒径液滴的脱除效率和除雾器压损的变化规律。研究结果表明,双筒结构+多级串联是提高除雾效率,特别是提高小液滴脱除效率的有效方法;曲线型叶片出口角、叶长和叶片数变化会对除雾效率和压降造成较大影响。在此基础上,进一步提出了3种高效管束式除雾器型式并经冷态试验台验证,其中1种优选构型已在某电厂300MW机组除雾器改造中应用。运行结果表明,该除雾器各项性能指标良好,在机组50%~100%的宽负荷范围内,烟尘排放质量浓度均小于5mg/m³（标态,干基,6% O₂）,机组满负荷时除雾器最大阻力小于300 Pa。     

管式除雾器开孔对除雾性能影响的数值模拟研究

通过数值模拟的方法,研究了开孔数量、液滴粒径和流速对管式除雾器除雾效率以及流动阻力损失的影响。使用湍流模型和离散相模型分别计算连续相气体以及液滴运动。研究结果表明,管式除雾器的除雾效率随着液滴粒径和流速的增大而增加,而且管式除雾器对小液滴的除雾效果明显,可以去除约62%的5μm的液滴以及69%的10μm的液滴。另外,通过翅片开孔可以有效降低管式除雾器的流动阻力。在所研究的流速范围内,开孔管式除雾器的流动阻力可以降低约50%。通过研究可以得出,管式除雾器对小液滴具有较高的除雾效率,通过打孔可以降低管式除雾器的流动阻力,但也会降低除雾效率。此研究成果可为管式除雾器的理论研究以及工业应用提供依据。     

除雾器通道内二维两相流场的数值模拟

除雾器是WFGD系统内的重要设备之一,其性能对WFGD系统运行的可靠性有重要影响。文章采用雷诺应力湍流模型和拉格朗日多相流模型,对波纹板除雾器单通道内的流场进行了全面的计算流体力学(CFD)模拟。得出了除雾器通道内的速度场、压力场的分布情况、被捕集液滴的临界粒径与烟气流速的关系等。对除雾器的设计和运行具有一定的理论指导意义。     

某电厂脱硫除雾器垮塌原因分析

除雾器是湿法脱硫系统中的关键设备,其性能直接影响到脱硫系统能否连续可靠运行。对某电厂脱硫系统除雾器的坍塌原因进行了分析,提出了相应处理办法,并就湿法脱硫系统中除雾器的运行提出了合理化建议。     

鼓泡脱硫塔除雾器除雾特性数值研究及实验验证

为提高除雾器对不同粒径小液滴的脱除效果,减轻脱硫系统气气换热器的堵塞程度,对鼓泡脱硫塔除雾器性能进行了数值分析和实验研究。数值分析表明:除雾效率随液滴直径的增大而增大,随进气速度的增大而增大,随除雾器叶片间距的增大而降低;带倒钩的弧形板除雾器比折形板除雾器的除雾效率高;粒径小于20μm的小液滴脱除效率较低。冷态实验台上的除雾器性能实验验证了数值分析的结果。为除雾器的设计和优化提供参考。     

折流板式除雾器的结垢与控制措施

针对锅炉脱硫系统折流板式除雾器在运行过程中发生的结垢、堵塞问题,阐述了折板式除雾器的工作原理和布置型式,从设计不合理、烟气流速变化无常、吸收塔浆液过饱和度较大、氧化效果不理想等方面分析了折流板式除雾器结垢的原因,提出了减缓除雾器结垢的控制措施,有效地抑制了除雾器的结垢,确保了脱硫系统正常运行.     

冷凝式除雾器在脱硫系统中的应用及性能评价

某600 MW燃煤机组为实现超低排放改造,将原脱硫塔除雾器（二级屋脊式除雾器+一级管式除雾器）改造更换为冷凝式除雾器。该冷凝式除雾器由三级屋脊式高效除雾器和冷凝湿膜层组成,另设有由喷淋冷却水泵及闭式冷却设备组成的塔外冷却站。在100%和50%负荷工况下,通过调整冷却站运行模式,控制冷凝湿膜层投运或退出,现场测试了不同工况下脱硫系统雾滴排放量及整体协同洗尘效率和SO₃脱除率。测试结果表明,冷却站换热量对冷凝式除雾器运行效果有较大的影响,提高冷却站换热量有助于提高雾滴、烟尘及SO₃的脱除效果。     

高效除尘除雾器在超低排放中应用的技术经济分析

脱硫系统协同除尘技术路线在最大限度利用现有设备的前提下,实现烟尘超低排放。通过对三级屋脊式除雾器、管式除尘除雾装置及冷凝式除尘除雾装置技术比较可知,三级屋脊式除雾器运行稳定、成熟可靠、应用广泛。同等改造条件下三级屋脊式除雾器改造费用低于其他两种除尘除雾装置。     

630MW超临界机组烟气携带脱硫石膏浆液的原因分析

脱硫系统的正常运行能有效降低锅炉烟气SO2排放量。针对国华太仓发电有限公司8号机组由于脱硫系统运行异常,使烟气中携带石膏浆液,对周边环境造成了污染,分析了其原因是脱硫除雾器运行方式不合理,除雾器冲洗水压不足,冲洗周期过长及疏水管路布置不合理等。提出将冲洗水泵出口压力改至0．35MPa,二级上层除雾器的冲洗周期由8h改为3h,石灰石浆液池中pH值控制在5．6～5．8,并及时清除喷雾器疏水系统的堵塞,就能解决净烟气携带石膏浆液的问题。     

湿法烟气脱硫系统及关键设备性能测试

为提高脱硫装置效率及系统可靠性,需要定期对脱硫系统及关键设备进行性能测试。为此,分析了烟气脱硫系统测试与电站锅炉烟气测量的不同特点,着重介绍了脱硫系统的系统压耗、脱硫效率、石灰石利用率、气-气换热器漏风率、石膏品质分析、除雾器雾滴质量浓度等的测试方法,并指出只有充分考虑性能试验项目及现场实际情况,在试验方法、试验时间、试验次数等方面及时做出调整,才能保证试验数据准确可靠。     

火电厂湿法脱硫装置故障分析及优化改造

针对某火电厂脱硫系统除雾器故障率高、浆液pH计及密度计测量准确率低、脱硫设施运行能耗大等问题,对脱硫装置进行故障分析及优化改造.改造后除雾器安全稳定运行、浆液pH计及密度计测量准确性提高,降低了脱硫系统耗电率.除雾器系统改造后每年可节省费用17.5万元;pH计和密度计改造后,每年节省费用18万元.