分离燃尽风对贫煤锅炉CO和H2S生成特性的影响

以低氮燃烧改造后的某330 MW四角切圆贫煤锅炉为研究对象,采用数值模拟研究了300 MW负荷下分离燃尽风率对炉内燃烧速度场、温度场、CO体积分数场、O2体积分数场、H2S体积分数场及炉膛出口参数的影响,并将模拟结果与试验结果进行对比分析.结果 表明:分离燃尽风率对锅炉燃烧特性以及CO、H2S的生成特性具有重要影响;随着分离燃尽风率的增大,炉膛出口CO体积分数升高,出口NOx质量浓度降低;减小分离燃尽风率有利于抑制炉内高温腐蚀和结渣的发生;综合考虑锅炉运行安全性、经济性及NOx生成特性多种因素后,燃尽风率设置为25％较为合适.     

利用CFD技术对城市生活垃圾富氧燃烧特性分析

富氧燃烧技术具有明显的节能与环保效益,是低热值垃圾稳燃,减少污染物排放的有效措施.运用CFD技术对垃圾在机械炉排炉内富氧气氛下的燃烧特性进行了研究,给出了O2/N2=21:79和O2/N2=25:75两种工况下床层上方的烟气温度、烟气组分浓度曲线及床层焦炭分布图.模拟结果表明:当一次风的氧气浓度由21%(v)提高到25%(v)时,垃圾床层表面燃烧区域平均温度由1 350 K升高到了1 466 K,增加了116 K;灰渣中可燃物(焦炭)含量由3.9%(wt)降为0.1%(wt),随着氧气浓度增加,垃圾着火位置前移,提前进入稳定燃烧阶段.模拟结果与前人的试验测量值吻合.     

居住建筑厨房补风方式的模拟研究

利用CFD-Fluent模拟软件对居住建筑厨房增设补风口状态下的气流组织、速度场、温度场、污染物浓度场进行数值模拟和分析对比,对厨房内污染物的防治和合理的气流组织研究提供理论依据。     

基于住宅特性的上海地区冬季夜间卧室渗透风换气次数分析

由上海地区住宅冬季夜间卧室门窗关闭时CO_2体积分数现场检测结果得到卧室夜间渗透风换气次数,根据检测住宅的问卷调查结果,运用统计学中相关分析和多元回归分析方法,宏观分析住宅特性与冬季夜间卧室渗透风换气次数的相关性。研究结果表明:所检测的上海地区冬季夜间卧室渗透风换气次数在0.07~0.88 h~(-1)之间,多数住宅仅靠渗透风量不能满足最小新风量的要求。按影响强弱排序,窗户类型、门窗缝隙长度、住宅类型均与渗透风换气次数有显著相关性;利用现场实测的25个住宅实测样本建立预测上海地区冬季夜间卧室渗透风换气次数的多元线性回归模型,其渗透风换气次数预测值与计算值平均绝对百分误差为26.7%,标准差为0.025 h~(-1)。利用未参与建模的5个实测样本对模型进行验证,模型预测值与计算值的相对误差在-20.4%~24.2%。所建模型可为上海地区住宅冬季夜间卧室渗透风换气次数快速评估及建筑能耗预测提供参考。     

上海某游乐项目剧院的暖通设计技术

在剧院的暖通设计中,采用了FLUENT流体力学分析软件对剧场内的空气速度场、温度场分布进行模拟,预测出不同空调方案的气流组织的效果并对设计提出优化建议。通过对舞台特效排烟及补风系统气流组织模拟及调整,确定了最经济排烟换气次数及送排风口位置;并对观众厅座椅送风进行了空气速度场、温度场分布进行模拟,优化分析出座椅送风最经济舒适性的运行条件。考虑到剧场观众厅池座和楼座的温度分层现象,采用了多区域空调箱送风方式,实现了根据负荷需求供给不同温湿度条件下送风的优化运行策略控制。\本工程采用了BIM(Building Information Modeling)技术,对管线碰撞进行检测,并对机电管线进行优化调整,最终实现了目标吊顶净空内的管线排布。     

低温等离子除臭技术在医疗废水处理中的应用

阐述低温等离子除臭原理及除臭工艺、除臭系统的设计及设备选型。以上海市阳光康复中心污水处理站采用低温等离子除臭技术的研究为例,结果表明,低温等离子除臭技术对H2S的去除率达到95%以上,对NH3的去除率达到90%以上,对其它VOC气体的去除率也能够达到80%以上,达到《医疗机构污染物排放标准》(GB18466-2005)标准要求。低温等离子除臭技术具有处理效率高、能耗低、无二次污染等特点,可用于医疗废水处理站的臭气处理。     

长春市某垃圾填埋场污染源带反应阻截方案设计研究

以充分的水文地质数据和准确的污染物扩散模型为前提,设计并运用渗透反应墙(PRB)技术进行污染场地修复。结合长春市某垃圾填埋场污染场地实例,在获得模拟区域整体水文地质数据之后,通过GMS地下水流场模拟软件对有机污染物(COD)在地下环境中的扩散分布进行模拟,进而合理确定了渗透反应墙安装位置、填充材料以及长度、宽度、埋深等参数,得出在垃圾填埋场Ⅲ区东部至车间以内安装渗透反应墙为适宜。     

上送下回通风方式稀释室内污染物的数值模拟研究

以CO2为室内示踪气体污染物,通过数值模拟,得出室内气体污染物浓度随通风时间的变化规律;经比较发现,上送下回的通风方式优于下送上回的通风方式;数值模拟结果和实验数据表明,标准的κ-ε模型和组分输运模型能较好地模拟室内上送下回的通风方式稀释室内污染物的过程。     

高能离子除臭工艺及组合工艺的除臭效果

通过使用高能离子除臭设备对污水处理厂预处理段臭气进行收集除臭,并同时组合低温等离子除臭工艺及光催化氧化除臭工艺,对其具体除臭效果进行实际检验。结果表明,在单独使用高能离子设备达到40%平均硫化氢(H2S)去除率条件下,通过组合工艺可以达到99%以上的硫化氢去除率。     

熔融盐对高含氮废弃物气流床气化产气调质与污染物脱除特性研究

在生物质气流床（5 kg/h）气化和熔融盐调质净化装置上,进行了熔融盐对高含氮废弃物气流床气化产气的调质与污染物脱除实验,考察了不同熔融盐温度、不同静液高度对出口气体调质和含N、S、Cl污染物脱除特性的影响。结果表明：经过熔融盐调质后,产气中CO与CO2浓度下降,H2浓度明显上升。当温度从380℃升高至580℃时,H2/CO值提高至7.3。随着静液高度的提高,出口气体中CO2与CO浓度下降,H2浓度由30.1%提高至36.8%;熔融盐对高含氮废弃物气流床气化产气中含N、S、Cl污染物有较明显的脱除效果,H2S、SO2、HCl与含氮污染物中的HCN与NOx已完全脱除,当温度为580℃、静液高度为67.5 mm时,NH3脱除率达到96%。     

大小头管内流场数值模拟

我国现有管道经多年的冲刷以及内外腐蚀后,在关键部位如大小头处存在一定的安全隐患,严重影响了管道的安全运行.本文利用CFD软件,对输气管道大小头内流场进行模拟,得出如下结论:(1)速度等值线在进口段分布较稀疏,对称位置速度变化不大,截面位置越靠上速度变化越大,同一速度等值线向内收缩;(2)同一对称面含水量几乎相同,含水量在小管段靠近壁面先减小后增大;(3)大管段入口处近似不存在剪切应力;变径处剪切应力等值线变密,呈逐渐增大趋势;小管段入口处逐渐变大,而后有减小的趋势;(4)变径处流体冲刷作用较大,需采用耐腐蚀钢材或适当增加壁厚.     

间接空冷三塔合一的数值模拟

以600MW间接空冷设备为例,采用数值模拟方法分析了三塔合一的污染物扩散、环境影响、结构优化问题。结果表明:受环境温度影响,空冷塔传热量冬季最高,夏季最低;随环境风速的增加,迎风面传热增强,侧风面与背风面传热减弱;与烟囱相比,采用空冷塔排烟,污染物扩散更广、受环境风影响更小;脱硫塔排烟口越高、口径越小,烟气扩散越广;外部挡风墙可减小环境风对塔侧的压制,内部挡风墙可削弱塔内热空气的旋转。     

建筑高度对建筑群行人高度处的风场及污染物扩散影响的数值模拟

选取规则的高层建筑群,数值模拟了7种建筑高度布排下目标域内行人高度处的风场和污染物浓度场。建筑高度对风场和污染物浓度场有显著的影响,当域内建筑与周围建筑高度相同时,行人高度处的风速较小而污染物浓度在所有工况中最大;当域内建筑高度采用渐次或交错变化的布排方式且至少有1排建筑高度是周围建筑的2倍时,行人高度处的风速明显增强而污染物浓度变小;在域内建筑高度渐次增加的工况下,地面附近风速均匀且最强而污染物浓度最低。行人高度处的主流方向大多与来流方向一致或相反,与来流垂直方向的流动相对较弱。对流情况基本决定了污染物的分布特点,受地面回流和污染源位置的影响,7种工况下污染物浓度均较低。     

疫情下不同通风方式数值模拟分析对比

针对当前部分办公室无法满足人体舒适性要求及室内人员分布密集,其感染风险未知等问题,本文采用计算流体力学(CFD)模拟了混合通风、置换通风和层式通风条件下浙江某高校办公室内的气流组织,并使用改进的Wells-Riley模型将CO₂作为污染物浓度变量预测了三种通风方式下空间中污染物浓度的致病性感染概率,为疫情防控下室内通风方式的选择提供一定的参考。模拟结果表明：置换通风条件下室内温度场分层明显;三种通风条件下都不会对人员产生不舒适的吹风感;三种通风方式只有置换通风条件下室内CO₂浓度含量达到1 000 PPM以下,感染概率低于其他两种,明显置换通风方式优于其他两种通风方式。     

生物质蒸汽气化模拟研究

利用化学热力学软件(GasEQ)模拟了生物质蒸汽气化过程中温度、水蒸气与物料质量比(S/M)以及CO2浓度对H2,CH4和CO的影响;研究了冷合成气低位热值(LHV)和气化能量转化效率(q)随各参数变化的规律,并且考虑了外部能量的消耗。模拟研究得到:随着温度的升高,合成气的LHV总体表现出降低,并且q先增加后微弱下降,认为存在一个最优的气化温度(800⁹00℃);高S/M有利于H2的生成,提高H2的体积浓度,但水蒸气的增加,降低了LHV值,并且q先增加后减少,因为水蒸气会消耗大量外部能量,存在一个最经济的气化S/M;随着反应气中CO2浓度的升高,促进了生物质气化,并使CO浓度升高和H2浓度降低。     

对冲旋流燃烧锅炉贴壁风布置方式对比研究

以对冲旋流燃烧锅炉3种主流布置方式(前后墙布置方式、两侧墙布置方式和全墙组合布置方式)贴壁风为研究对象,采用数值模拟方法,分析了加装3种布置方式贴壁风后锅炉侧墙近壁区还原性气氛、炉膛出口NOx排放质量浓度以及未燃尽碳质量分数的变化.结果 表明:虽然3种布置方式贴壁风均可提高侧墙水冷壁近壁区O2体积分数,降低H2S、CO体积分数和未燃尽碳质量分数,但各自覆盖范围存在很大差别;在贴壁风风量相同的条件下,全墙组合布置方式贴壁风可将侧墙水冷壁近壁区O2体积分数大于2.0％的区域面积扩展到总面积的83.84％,远高于其他2种布置方式下(61.38％和68.80％);加装全墙组合布置方式贴壁风后侧墙水冷壁近壁区O2体积分数平均值由0.25％升高到2.5％以上,H2S体积分数平均值降低70％以上,CO体积分数平均值约降低65 ％,锅炉效率、过热器和再热器减温水质量流量、SCR入口NOx质量浓度以及飞灰含碳质量分数等未见明显变化.     

双旋流燃烧器内旋流-回流相互作用机理的数值研究

形成具有良好旋流-回流特性的空气动力场是实现煤粉高效洁净燃烧的前提。本文对新型双旋流燃烧器内流场的旋流、回流特性及相互作用机理开展了数值研究。不同进气结构和流量比下的计算结果表明:(1)燃烧器前部靠近入口附近,旋流数S与回流率Xr的变化趋势相同;随着流动向下游发展,S与X_r的变化趋势相反;在燃烧器前部Xr的变化较S更剧烈;(2)端面进气结构下,双重旋流具有更好的旋流和回流叠加增强效果,改变一次风旋流强度可以灵活调节内部旋流与回流强度;(3)错列进气结构下,一二次进风口间距存在一个临界值;超过该值后,通过增大二次风旋流强度来提高旋流与回流将变得十分困难。     

土壤中微纳米颗粒提取表征及迁移能力研究

通过现场取样获得试验所需土壤,利用超声—离心法提取土壤中的微纳米颗粒并对其表征,通过室内砂柱试验,研究不同注入速度(6、10、14 mL/min)和不同注入浓度(0.5、0.8、1.0 g/L)对土壤微纳米颗粒在饱和多孔介质中迁移的影响,运用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件模拟土壤微纳米颗粒在饱和多孔介质中的迁移情况,并对比分析了试验结果与模拟结果。结果表明,超声-离心法可以有效地提取出100 nm左右的土壤微纳米颗粒;注入速度越大和注入浓度越小的土壤微纳米颗粒在饱和多孔介质中的迁移能力越强,且出口处的最大相对出流浓度最高达到0.96;注入速度比注入浓度对土壤微纳米颗粒在饱和多孔介质中迁移能力的影响更加显著;数值模拟中采用的模型模块和基本参数合理,且COMSOL Multiphysics模拟软件可以很好地模拟微颗粒的运移规律。     

发电主厂房的通风量计算及气流组织设计探讨

以3种发电厂的汽机主厂房为例,提供了2种主厂房通风量的计算方法,按消除主厂房内设备和管道等余热量计算所需的通风量,再用换气次数法进行校核计算。结果表明:发电机组容量越大,按消除余热量计算的通风折合的换气次数越小,以此作为通风设备选型的依据。同时,合理的气流组织设计对主厂房的通风效果有着很大的影响。     

城市住宅小区建筑室内外环境对局部气候的影响

以天津某高层住宅小区为对象,建立了小区建筑和室内户型的计算分析模型。基于CFD方法,开展了在冬、夏季典型气候下的室外风气候特性、室内自然通风情况的模拟分析研究。得到了住宅小区室外风速、风压的分布场、室内三维速度场、温度场分布场。探讨了风向、风速、窗户对局部气候的影响。研究表明对室外风环境,由于小区建筑的分布特征,存在着局部增强的强风区,最大速比达到1.8;就室内气候而言,具有自然对流效果的A型房间的自然通风效果要优于B型房间。通过对既有城市住宅小区的室内外气候环境的模拟分析,可以为建筑气候的设计提供重要的参考价值。