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。     

电站锅炉尾部烟道流场优化研究与应用

对某电厂350 MW机组尾部烟道进行导流板局部降阻优化改造，通过实际改造工程案例，研究尾部烟道增设导流板措施后对流场及烟道阻力的影响效果。结果显示，通过在各转向烟道及变径段设置导流板，有效降低了烟道阻力，引风机电流降低，各运行参数正常，锅炉安全稳定运行，改造效果明显。改造后各电除尘烟道之间的烟气流量偏差明显变小，有效改善了电除尘器进口烟道流场分布均匀性。优化改造方案改造量小、灵活可靠、风险低，回收期短，工程投资收益率较好。     

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。     

某电厂矩形尾部烟道数值模拟及截面优化

针对某电厂2号机组矩形尾部烟道电除尘器出口至引风机入口段阻力过大的问题,采用ANSYS流体计算软件对该段烟道流场进行了数值模拟,将模拟结果与理论计算结果进行对比,验证了研究方法的合理性,并得出烟道中阻力过大的部位主要是连续紧凑布置的弯头、变径管等异形件及烟气汇流处。设计了3套圆截面烟道改造方案,对其阻力特性进行了数值模拟,得到改造方案一、二、三的烟道减阻率分别为89.51%、92.64%、89.82%。考虑实际工程应用,选带"虾米弯"结构的方案三为宜。     

600 MW燃煤机组MGGH烟道系统优化设计

采用FLUENT软件对某600 MW燃煤电厂中间热媒介烟气换热器(MGGH)烟道系统的流场进行模拟,并通过加装导流装置对脱硫塔和MGGH入口及相关烟道流场进行优化,探究新增导流装置对其内部流场的影响。结果表明:MGGH烟气冷却器与烟气再热器压降的数值模拟数据与试验数据吻合。通过加装导流板,可以保证系统内脱硫塔入口、烟气冷却器与烟气再热器入口截面处大部分区域内的烟气速度不均匀度在±0.2内,入口速度偏差系数均低于10%。合理的导流板设计能有效消除弯头以及变截面烟道引起的涡流及流场分离现象,使烟气更均匀地进入MGGH及脱硫塔。     

某330 MW燃煤机组脱硝系统流场优化设计

为解决某电厂330 MW机组脱硝系统静态混合器、顶棚烟道以及反应器催化剂磨损严重的问题,采用Fluent软件对该机组脱硝系统进行了数值模拟。根据模拟结果初步分析造成磨损的原因,在此基础上针对性地对烟道中导流装置进行优化设计,并结合物模试验检验了数值模拟结果的可靠性以及相应设计的可行性,最终提出了移除反应器前竖井烟道中两层静态混合器、喷氨支管数量减半以及优化反应器前烟道中导流板数量和形状的方案。结果表明:优化后脱硝系统中低速涡流区与局部高速区显著减少,流场均匀性显著提升;首层催化剂上游截面速度分布标准偏差由原来的0.23降至0.07;脱硝系统整体阻力降低407 Pa,优化效果显著。     

制粉系统管道流场三维模拟在1000 MW机组中的应用

采用流体计算软件对某百万机组煤粉管道流场进行三维模拟,优化管道布置方式,提出斜管布置方案,减少弯头数目,用锐角弯头代替直角弯头。既可降低煤粉管道阻力,平衡磨煤机出口粉管之间的阻力;又可降低一次风机的出力,提高煤粉均匀性,改善锅炉着火和燃尽。煤粉管道改造表明,锅炉经济性和安全性有一定提升。     

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。     

600MW机组引风机及其进出口烟道流场研究

采用数值模拟对某600 MW机组引风机本体和全烟道系统进行对比分析。结果表明：进出口烟道在小流量工况下对引风机性能有一定影响，引风机内流场与进出口烟道流场相互影响。锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况下，全烟道系统的引风机内部流场特征有利于改善进口烟道流场的均匀性，但会加剧出口烟道的能量损耗、扰乱出口烟道流场。在对进出口烟道进行优化改造时，应充分考虑引风机内部流场的影响。     

引风机前后烟道气流扰动问题研究

燃煤机组烟道的结构和布置形式决定了气流的流场分布和烟道系统的阻力,烟道设计不合理会影响相关设备的运行。某660 MW机组B侧引风机在高负荷下振动超标,气流产生异音,通过引风机热态试验分析得出风机与系统的匹配性较好,不存在失速问题,通过振动测试分析得知风机运行状况良好,无异常,引风机振动是由入口烟道和出口烟道内存在气流扰动造成的。采用计算流体力学软件对电除尘到引风机段烟道、引风机到脱硫入口段烟道进行模拟分析,得出引风机入口和出口气流扰动是引起引风机振动并产生异音的原因,据此提出了优化方案。优化实施后,引风机振动值控制在安全运行范围内,异音消除,烟道阻力降低249 Pa。本次改造保证了设备的正常运行,并降低了运行能耗。     

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。     

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。     

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。     

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。     

600 MW机组MGGH烟道振动原因分析及对策

针对某600 MW机组当负荷高于400 MW(风量接近或超过1 750km~3/s)时,低低温烟气处理系统(MGGH)升温段发生振动,并伴有明显噪声。通过对MGGH进行振动测量,发现当烟气流过换热面时形成的卡门漩涡是烟道振动的关键原因,提出采用增设消振隔板消除MGGH振动。     

引风机前后烟道气流扰动问题研究

燃煤机组烟道的结构和布置型式决定了气流的流场分布和烟道系统的阻力,烟道设计不合理会影响相关设备的运行。某660MW机组B侧引风机在高负荷下振动超标,气流产生异声,通过振动测试分析得出风机运行状况无异常,引风机振动是由入口烟道和出口烟道内存在气流扰动造成的。采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件对电除尘器到引风机段烟道、引风机到脱硫入口段烟道进行模拟分析,得出引风机入口和出口气流扰动是引起引风机运行振动并产生异声的原因并提出优化方案。优化实施后,引风机振动值控制在安全运行范围内,异声消除,烟道阻力降低249 Pa。本次改造保证设备的正常运行,降低了运行能耗。     

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。     

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。     

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。