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。     

用扭曲分隔屏消除锅炉水平烟道的烟速偏差

为降低四角切圆燃烧锅炉水平烟道流速偏差，文中采用一种新型扭曲分隔屏的方法，分隔屏在空间扭曲角度为45°。在模型锅炉上，利用5孔探针测量了水平烟道内的气流速度分布。测量结果显示，采用扭曲分隔屏可将水平烟道中的最大速度偏差减少60%左右，最大偏差系数e仅为0.4。与分隔屏偏置的方法相比，对水平烟道最大速度偏差系数的抑制作用更大，其最大偏差系数e减少了1/3。由于更适应流体流动的特性，因此采用扭曲分隔屏可使水平烟道速度分布更趋均匀。研究表明，在合适的扭曲角度和过渡面下，采用扭曲分隔屏可以将四角喷燃锅炉水平烟道烟速偏差降到最小。数值模拟的结果表明，采用扭曲分隔屏，可大幅度降低四角喷燃过炉水平烟道的速度偏差。     

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。     

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。     

引风机后汇流烟道的数值模拟

引风机出口烟道布置不合理,会引发流动阻力增加、脱硫效率降低等一系列问题。针对新疆某电厂炉后布置紧凑、引风机出口汇流烟道流动紊乱的情况,采用计算流体动力学（computational fluid dynamics,CFD）对引风机出口汇流烟道进行了数值模拟,并通过加设导流板的方式优化了流场,得到了较好的效果。     

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。     

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。     

660MW燃煤电厂SCR脱硝系统CFD模拟优化研究

为探究流场和组分浓度分布对SCR装置脱硝效率和氨逃逸的影响进而提升脱硝性能,基于ANSYS FLUENT软件平台、耦合多孔介质模型和E-R脱硝反应动力学模型,建立国内某660 MW燃煤机组SCR系统的三维计算流体力学模型;详细分析不同负荷下烟气速度分布、组分浓度分布、脱硝效率和氨逃逸等流动反应特性;进而针对分区喷氨和静态混合器对脱硝性能的影响进行模拟与优化。结果表明:当顶部导流板倾角与楔形弯头倾角相同时,流场分离现象消失,速度分布更加均匀。较之于均匀喷氨方式,分区喷氨可使NH_3浓度均匀性提高55%、出口NO浓度偏差降低50%。采用平板型混合器结合分区喷氨策略,催化剂入口截面NH3浓度偏差系数小于2.5%,出口截面NO浓度偏差系数小于8%,局部最大氨逃逸为1.82mg/m~3,脱硝效率提高了7%,实现SCR装置的稳定高效运行。     

除尘器前烟道平式分配母管优化设计分析

火力发电机组除尘器前烟道的几何形状影响除尘器入口气流的均匀性。对空预器出口至电除尘器入口段烟道进行优化仿真。采用标准k-ε湍流模型,利用Fluent求解器对该段烟道的流场进行数值模拟计算,分析计算不同分配母管设计参数对除尘器入口气流的均匀性影响。计算结果表明:通过调整分配母管设计参数L和R,可以保证除尘器入口气流的均匀性。     

大型燃气轮机余热锅炉进口烟道速度均匀性研究

通过对燃气轮机出口与锅炉本体进口之间过渡烟道的数值模拟，得出不同仰角上面板烟道出口的速度分布。根据出口速度均匀性，确定了最佳仰角。此外，对非均速进口气流流经锅炉管束时的流场也进行了数值模拟，结果表明：大约经过4～5排管子，主气流速度即趋于均匀。在管箱顶部和底部，存在局部高速区，易造成管子磨损。这些结论已用于燃机余热锅炉的设计，并取得良好效果，使烟气均匀性问题得到解决。     

670t/h四角切圆锅炉反切消旋的数值模拟和工程实践

利用燃烧数值模拟程序对一台670t/h四角切圆锅炉进行了三次风与OFA反切工况数值试验研究.研究结果表明：三次风反切使反切层以上炉内流场旋转减弱,相对切圆直径和充满系数在反切层降低,炉内气流混合强度变化不大,对炉内主气流的空气动力结构影响不大;炉膛温度场和氧气浓度场显示,反切后改善了炉内温度分布,对主燃烧区的影响较小;壁面高温区减少,降低了结焦可能性;反切降低水平烟道入口左右侧温差,削弱了水平烟道入口的扭转残余,减小了水平烟道中的气流速度不均匀性,截面平均烟温略有下降,对受热面换热影响不大.工程实践表明,数值试验结果与实际运行吻合良好,采用三次风与OFA反切消旋方法,减少了残余扭转,改善水平烟道温度分布,较好地解决了四角切圆燃烧锅炉存在的出口烟温偏差问题。     

脱硫废水零排放系统关键参数数值模拟研究

利用数值模拟技术对脱硫废水在电除尘器前烟道中的蒸发技术进行了研究,分析了液滴粒径、烟气温度、烟气流速、废水量、喷射速度、喷射角度等参数对液滴停留时间的影响规律。结果表明,烟气温度越高,液滴粒径越小,喷射量越小,液滴的停留时间就越短;随着烟气流速、喷射速度、喷射角度增大,停留时间呈现不同的变化趋势。研究结果可对工程选型、设计优化提供支撑。     

SCR脱硝低负荷投运烟气调温旁路改造设计

燃煤电厂低负荷运行时SCR脱硝装置入口烟温常达不到要求,某些电厂采用旁路提温方法予以解决,却出现调温旁路提温效果欠佳和烟温偏差较大的问题。以A电厂某 330 MW 机组为例,在现场勘察基础上采用数值模拟方法,找出问题所在：（1）旁路烟道结构不合理,未考虑原烟道结构缺陷;（2）旁路烟道未设置导流元件;（3）旁路接入位置不合理;（4）旁路接入烟道深度不足。在总结脱硝调温旁路烟道设计和运行要点基础上,采用数值模拟手段对B电厂某 330 MW 机组类似改造进行了优化设计,并开展现场试验,对烟气提温效果进行评估。结果表明：B电厂烟气旁路提温改造效果显著且烟温偏差较小。     

1025t／h四角切圆锅炉炉膛出口烟温偏差研究

在多台锅炉烟温偏差研究的基础上，系统地分析了四角切圆锅炉炉膛出口水平烟道烟温偏差形成的机理、影响因素和对策；认为炉膛出口残余旋转所形成的烟速偏差是烟温偏差形成的根本原因，炉膛结构、煤质和燃烧工况等因素影响烟温偏差，给出了１０２５ｔ／ｈ锅炉烟温偏差与各主要影响因素的相关曲线，并指出了改善和消除烟温偏差的有效手段。     

四角切圆燃烧锅炉再热器超温失效分析及改进措施

在对一台670 t/h锅炉再热器壁温及烟温进行的工业性研究基础上,系统分析了该 炉热再入口截面的速度偏差和烟温偏差形成的机理、影响因素和对策,认为其根本原因是炉 膛出口气流的残余旋转。采取措施后解决了爆管问题。     

湿法脱硫烟气湿排问题分析

目前国内湿法烟气脱硫普遍采用烟气再热器(GGH)提高出口烟温，但加装GGH会使系统复杂化并增加投资及运行费用。为探求烟气湿排的可行性，研究解决烟气湿排中的相关问题，文中利用数值模拟技术，对烟气直接排放(取消GGH)时烟囱内的流场，烟羽扩散情况进行了数值模拟研究；对烟气湿排中的腐蚀问题、烟囱内的压力分布、烟气的抬升高度等问题进行了计算分析。数值计算与分析表明，湿烟囱排放会增强对烟囱的腐蚀性，需采用特殊的防腐处理；湿烟囱直接排放会降低烟气抬升高度，不利于扩散；为减少烟流下洗，增强扩散，应保证烟气的出口动量；湿烟气各项排放指标能满足环保要求。总之，设计合理的湿烟囱，湿烟气直接排放可大大降低WFGD系统的设备投资和运行费用，是完全可行的。     

四角切向燃烧锅炉烟道烟速偏差的实验研究与数值模拟

在对600MW四角切向燃烧锅炉进行冷态模化实验的基础上,对四角切向燃烧锅炉内流场及水平烟道内速度偏差进行了数值模拟,分析了炉内气流动特性和水平烟道烟气速度偏差的形成机理,提出了减小水平烟道烟气偏差的措施。模拟结果与冷态实验结果符合较好。     

600MW机组SCR性能诊断与分析

引对福建省某600MW火电机组液氨耗量较大问题,进行SCR速度场和氨逃逸测定,为降低液氨耗量提供理论依据。通过微压计和气体分析仪测量SCR出入口烟气速度和NH3逃逸,并使用Tecplot对数据进行后处理。分析结果显示SCR入口烟道的布置方式对烟气流场有较大影响。速度场对氨逃逸有较大影响,脱硝效率越高NH3逃逸率越高;SCR出口速度场和NH3逃逸率间接反映催化剂的活性和堵塞情况,出口速度场高速区的存在可能会对管道带来磨损。     

SCR超低排放综合诊断及闭环优化

针对燃煤电厂烟气脱硝系统存在的流场不均、氨逃逸导致空气预热器堵塞以及NO_x排放不能在全负荷段稳定达标等典型问题,提出了SCR超低排放综合诊断及闭环优化策略。结合某630 MW机组实施超低排放改造具体案例,以在线大数据和性能检测为基础,数值模拟和系统诊断为手段,通过模拟评估及试验分析进行预判,提出改进方案并予以优化、修正和实施,最后结合性能试验对超低排放改造实施效果进行验证。研究结果表明,采用多元手段进行SCR系统综合诊断和闭环优化,NO_x浓度场标准偏差从18.6%下降至4.89%,脱硝效率从86.7%提高至89%以上,NO_x排放质量浓度稳定低于50 mg/m³,SCR系统出口氨逃逸质量浓度从16 mg/m³下降至0.75 mg/m³,超低排放改造效果显著。