火电厂净烟气烟道流场特性分析及流量测点选择

针对火电厂脱硫系统后净烟气烟道内烟气流量及污染物排放测量准确性较差的问题,采用计算流体力学(CFD)软件对某135 MW机组脱硫系统后净烟气烟道内流场特性进行了数值模拟,分析了不同烟气流量下烟道内的流场分布特性。结果表明,烟气流量的变化对烟道内的速度分布影响不大,速度最均匀的区域出现在下部水平烟道的中部区域,在该区域安装流量测点较好。     

四墙布置切圆燃烧锅炉烟道内流场的模化试验研究

在开发和研究新型的四墙布置切圆燃烧锅炉时，专项研究了烟道内的流场分布。掌握了烟道内左右两侧烟气流速偏差情况及速度分布的不均匀性。试验结果表明，由于该新型锅炉炉膛出口处残余旋转弱，故烟道内烟气流速偏差甚小。     

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。     

烟气残余旋转与烟道能量分布规律研究

通过对实际锅炉烟道烟气残余旋转流场的测量及大型切圆燃烧锅炉前、后屏过热器的布置特点分析,研究了切圆燃烧锅炉水平烟道烟气能量的分布规律。研究结果表明:烟道烟气能量分布呈现特有的不平衡规律,且容量超过300MW机组等级的大型切圆燃烧锅炉基本都是如此。     

四墙布置切圆燃烧锅炉烟道内流场的模式试验研究

在开发和研究新型的四墙布置切圆锅炉时，专项研究了烟道内的流场分布。掌握报烟道内左右两侧烟气流速偏差情况及速度分布的不均匀性。试验结果表明，由于该新型锅炉炉膛出口处残余旋转弱，故烟道内烟气流速偏差甚小。     

燃煤电厂脱硫烟气在线监测系统烟气流速测点的选择

为了准确核定燃煤电厂SO2的排放量,在混合烟道内找到脱硫烟气在线监测系统测点,阐述了烟道内速度相对稳定点选择的设计思想,确定了混合烟道内烟气的平均流速,进行了混合烟道平均流速测点选择,同时对混和烟道平均速度进行了校核性试验。试验结果表明,烟气平均速度可采用烟道截面网格法直接测量,能够获得相对较短混合烟道内代表烟道内速度且相对稳定点作为烟气在线监测系统测点。     

燃煤电厂超低改造后烟气测点评估

为准确监测燃煤电厂超低改造后污染物的排放浓度、优化测点布置,对已完成超低改造的某660 MW机组烟气测点进行了评估。选取脱硫塔后CEMS所在烟道截面,在烟道内均匀选取48个测点,测量了不同位置的烟气流速、SO_2浓度、NO_x浓度及O_2含量。试验结果显示测试烟道截面烟气流速、SO_2浓度、NO_x浓度及O_2含量分布不均匀且测试平均值与CEMS监测数值存在一定的偏差,表明该电厂当前污染物测点位置布置不合理,测量结果不能代表污染物的排放水平,需要对测点进行优化。     

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。     

烟气雾滴捕集采样装置技术的研究及应用

烟气中浆液滴含量的测定是评价燃煤电厂烟气湿法脱硫设备除雾器性能的一项重要指标,烟气中雾滴捕集采样是除雾器性能试验的关键。在实际应用中由于目前雾滴捕集装置的诸多技术问题使得雾滴捕集试验的结果与实际情况有较大差距。一种新型烟气雾滴捕集采样装置的开发解决了烟气雾滴采样中遇到的问题,实现了自动等速采样,省去了预测烟气测量点流速的程序,避免了测量结果受测试烟道流场随时间变化影响大、准确性差等缺点。     

锅炉尾部烟道振动的原因分析及解决方案

某新建机组在调试期间满负荷运行时尾部烟道发生剧烈振动,直接影响了机组的安全运行。经过深入分析,判断为烟气流速与管排之间的某种频率产生共振导致,将声驻波频率和管排卡门涡流脱落频率对额定负荷下的设计参数进行计算,得到部分管排处于共振区域,且实际测量的振幅与声学振动计算分析所得到的振动区域相吻合。于是调节烟气挡板,破坏其共振,尾部烟道振动消失,消除了振动给机组带来的危害,保证了机组的安全稳定运行。     

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。     

选择性催化还原烟气脱硝技术应用

选择性还原脱硝是目前治理燃煤电厂烟气氮氧化物效率最好、也最成熟的工艺技术.以阳城电厂8号机组600 MW脱硝工程为实例,介绍该厂烟气脱硝工程在高尘布置下的系统结构和工艺流程特点:烟道设计压力提高1.0～1.5 MPa,烟道内部考虑积灰和热膨胀的影响,烟道和反应器设计要进行流场模拟和系统优化.通过对脱硝工程的安装调试,得到以下经验:烟道接口的标注,氨区考虑疏水问题,统一标准和规范等.阳城电厂烟气脱硝工程不仅对熟悉和掌握烟气脱硝技术起到了推动作用.为脱硝工程的安装和执行提供了宝贵的经验.     

富氧气氛下受热面改造的经济性分析

富氧气氛下由于烟气量的减少以及锅炉热效率提高所带来的燃料量的减少使得烟气中的粉尘量得到一定的降低,为电站锅炉水平烟道烟气流速的提高带来了可能.增加烟气流速虽然强化了传热,但同时也增大了风机的电耗.采用基于初投资分摊费用和经营成本的动态费用分析法对不同烟气流速下对流受热面的换热进行经济性分析.计算结果表明,最佳工况比空气燃烧方式下的烟道更加紧凑,但是流速超过一定范围之后带来的引风机耗电量的增加超过了流速增加所带来的强化换热的收益,因此是不经济的.采用动态费用法为富氧燃烧方式下对流受热面最佳流速的选择提供依据,对新型富氧燃烧锅炉换热器的设计具有一定的指导意义.     

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机组除尘器入口烟道流场分析

采用数值模拟的方法研究了国内某660 MW机组除尘器入口烟道的流场分布,研究发现:除尘器入口两列烟道内的烟气量分配不均匀,A列烟道的烟气量约为B列烟道烟气量的1.2倍,通过在两列烟道交叉处添加一块长约1 300mm的挡板,可使两列烟道烟气量之比约为1∶1,此时系统的压降增加20Pa,并可改善飞灰分布的均匀性。     

火电厂烟气排放流量测量方法研究

火力发电厂烟气排放流量是环保监测的重要参数.由于烟道内烟气流场的湍流特性,流量测量精度无法达到规范要求.根据某电厂330 MW机组烟气流场现场测试结果和流场数值的模拟分析,提出一种实际可行的烟气排放流量测量方法.通过在炯囟入口烟道处安装数套流量仪的方法,有效解决了单一流量仪监测精度差的问题.     

电厂锅炉尾部烟道振动分析

锅炉尾部烟道振动对于一些老机组是个十分棘手的问题.针对粤电沙角C电厂锅炉尾部烟道振动问题,通过实验测量和理论分析相结合的研究方法,分析了锅炉尾部烟道振动的原因及其削弱振动的措施.振动频率仪测量锅炉尾部烟道高能振动频率在50～60Hz间,并发生在锅炉特定的工况条件下.锅炉内部烟气绕管道流动的旋涡脱落频率以及管道的4阶固有振动频率也在这个范围内,锅炉尾部烟道的振动主要是由于烟气绕流的气动激振引起了锅炉尾部烟道的共振.为了避开共振,需要调整尾部烟道气柱的固有频率或者烟气绕流气动力的频率,避免共振发生.     

无旁路FGD原烟道烟气预处理装置

取消烟气脱硫装置(FGD)烟气旁路系统后,考虑到原烟气中油污、高浓度粉尘以及持续高温对FGD的影响,需要在吸收塔前加设除尘、除油装置.湿式烟气预处理装置适用于无烟气-烟气换热器(GGH)的FGD系统,装置运行时,仅考虑锅炉投油阶段所产生的最大烟气量.装置内烟气流速小于5 m/s,装置内液气比不小于0.3.湿式烟气预处理装置包括预洗涤液缓冲箱、预洗涤液循环泵及预洗涤液外排泵等.根据原烟气烟道接口标高的不同,设置在吸收塔前的原烟气烟道处的烟气处理装置分为低位水平走向和高位水平走向2种.低位水平走向设置烟气预热处理装置是将2台引风机出口烟道汇合且自低位水平接出后再垂直上升引至吸收塔入口.此时,可以在吸收塔入口前的原烟气烟道垂直上升段设置烟气预处理装置(图1).     

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。     

脱硝烟道流场分析的克里格法应用研究

燃煤锅炉实施超低排放改造后,锅炉尾部烟道流场分布情况更加复杂多变,为提优化控制品质,首先需要提高测量精度。将克里格法应用于分析锅炉烟道流场分布情况,以660MW燃煤机组的脱硝入口烟道的氮氧化物分布为例,应用变异函数进行结构分析,拟合结果具有指数模型特征,分析变异函数的块基比(27)25%,证明该区域具有较好的空间相关性,适用于克里格法。经优化后,基于少量交错布置的样本点,利用克里格法分析计算脱硝反应器未知区域的NOx的分布情况,计算值与网格法测点的误差在小于15%,测量断面满足流场质量平衡要求。克里格法提供了一种全新的烟道测试方法,基于少量样本点的实测值,可以计算分析整个烟道分布情况,提高了流场测试的精准度,可以为控制系统提供更准确的控制参数。