WFGD水力旋流器中石灰石颗粒分级试验与数值模拟

湿法烟气脱流装置中水力旋流器分级试验表明,进口石灰石浆液的颗粒质量浓度为15%时,溢流口颗粒质量浓度达30%,溢流颗粒粒径则集中于30μm以下;随着颗粒粒径的增大,颗粒底流口回收率也在增大,当粒径达到30μm时,回收率已经接近100%。数值模拟表明,雷诺应力湍流模型、自由表面多相流动模型和斯托克斯拉格朗日模型能很好地描述水力旋流器内复杂三维运动的石灰石颗粒分级运动和规律。采用了初始边界条件不给出分流比、也不设定空气柱的模拟方法,模拟结果显示了空气柱的形成、流体的旋流流动。模拟得到的不同粒径颗粒的分级效率与高进口质量浓度条件下的试验结果吻合较好。     

火电厂WFGD中石膏旋流器节能降耗分析

脱硫系统是火电厂的能耗大户,本文针对石灰石/石膏湿法脱硫系统中,石膏旋流器内空气柱导致的耗能问题进行研究。采用Fluent软件对石膏旋流器内部流场进行了数值模拟,结果表明:空气柱内的气体具有一定的轴向速度与切向速度,空气做螺旋流动,该流动引起旋流器内能量的损耗;采用中心棒能部分或全部消除空气柱。通过实验对无中心棒以及采用中心棒后,旋流器的生产能力、底流含固量等指标参数以及单台旋流器的能耗进行了测量,实验数据表明:采用中心棒后,石膏旋流器的生产能力与底流含固量明显增大;根据4×600 MW机组的实际石膏产量,对不同结构石膏旋流器分析计算得出:生产相同石膏量的前提下,采用倒锥形中心棒可使能耗降低13.41%,并且能有效缓解底流夹细现象。     

水力旋流器分离石膏浆液的试验研究

针对石膏旋流器在工程应用中出现的底流浓度偏低、分级精度差等问题,从优化分流比、分离效率、底流浓度和分级精度的角度探索提高石膏旋流器分离性能的方法。通过试验研究寻找旋流器的结构参数、操作参数和物性参数对分离性能的影响规律。结果表明:在保证底流浓度不低于50%前提下,当入口浓度为16%时分离性能最优的底流管径为23 mm,此时分流比小于0.16,分级精度最高。     

具有中心棒的石膏旋流器流场特性及分离性能研究

针对火电厂湿法烟气脱硫系统中石膏旋流器存在的空气柱现象,采用Fluent软件对空气柱的发展过程进行模拟,分析了圆柱形和倒锥形中心棒对石膏旋流器内速度场的影响,对不同结构下旋流器的分级效率进行了比较.结果表明:空气柱内气体为螺旋流动；采用倒锥形中心棒在消除空气柱的同时,对切向速度的影响较小,能够延长石膏浆液在柱段内的停留时间,且对粗颗粒的分离效率也有明显提高,可有效避免“溢流跑粗”现象.     

粒径对贫煤空气分级NOx排放特性影响的试验研究

采用煤粉燃烧自维持一维试验炉进行了不同煤粉粒径贫煤的单级和多级空气分级燃烧试验,研究了煤粉粒径对煤粉空气分级燃烧NOx排放的影响,探索适用于贫煤空气分级燃烧的煤粉粒径参数和分级级数,以实现较低的NOx排放.结果 表明:粒径影响炉内煤粉颗粒燃烧过程和NOx生成特性,细煤粉颗粒的燃烧速率更快,在炉内易形成还原性气氛,有利于抑制NOx生成和促进已生成的NOx的均相异相还原反应;在深度空气分级燃烧条件下,粒径减小对于降低NOx排放的作用更加显著;采用多级空气分级燃烧能够进一步降低NOx排放量.建议在实际燃用贫煤的锅炉中,采用两级空气分级燃烧和平均粒径为22.78 μm的细煤粉相结合的燃烧技术方案,此时NOx质量浓度可减少27.9％.     

结构参数对石膏旋流器分股比的影响分析

对石膏旋流器在不同溢流管插入深度、溢流管壁厚和溢流与底流管径比k等参数条件下进行了研究,并分析了分股比的变化规律．结果表明：溢流管壁厚和溢流管插入深度均存在一个最优值,使得石膏旋流器分股比最大;入口压力对分股比的影响随着k值的增大而减小,并且k值越小,变化趋势越明显;在保持旋流器柱段内径、锥角、入口管内径以及溢流管壁厚不变,当k值一致时,分离效率随着入口压力的升高而提高,提高的趋势较平缓．     

并联双速双流化床粗细颗粒交换特性研究

提出一种并联双速双流化床技术,并对其粗、细颗粒的交换特性进行了冷态实验研究。研究结果表明,不同的运行参数和结构参数都会对颗粒的定向交换造成影响,但对不同粒径影响的程度不同。风速对0.6 mm以下细颗粒交换率影响显著,最大可达-100%(全部交换);隔墙高度与粗床床层高度之差在200-250 mm左右时,颗粒定向交换效果达到最佳:粗床中0.6 mm以下颗粒减少了近70-80%,而3mm以上颗粒减少量几乎为零;细床床层高度增加到一定值后,会出现细颗粒的"倒灌"现象;各工况下,细床床料的平均粒径最大值仅为0.55 mm。     

不同入口高宽比旋风分离器内气固流动的数值模拟

采用雷诺应力模型(Reynolds stress model,RSM)对两种不同入口高宽比分离器的气相流场进行了数值模拟,同时用拉格朗日法模拟了分离器内颗粒的运动轨迹.结果表明:数值计算得到的分离器效率和气相流场分布与试验结果基本吻合;在相同入口面积下,入口高宽比大的分离器B的分离效率比分离器A约高2%～8%,但分离器B的压降也更大;分离器B内气相的切向速度大、颗粒平均进入位置低以及颗粒运动至壁面的距离短,有利于提高其分离效率,但是分离器B的短路流及排尘口附近偏心的纵向环流更大,不利于分离效率的提高.     

石灰石一石膏湿法脱硫系统石膏旋流器分级效率的研究

针对提高脱硫效率和石灰石利用率、提高产品品质和降低厂用电率等问题,从优化分级效率的角度探索提高石膏旋流器性能的方法．采用试验的方法,寻找石膏旋流器结构和工作参数对分级效率的影响规律．结果表明：较高的入口压力、适中的溢流管壁厚和内径、较大的溢流管插入深度以及选用渐缩式阿基米德螺旋线入口结构等因素对石膏旋流器的分级效率有积极效果．     

绕流圆柱对气固两相流场颗粒聚并效果的研究

采用大涡模拟耦合群平衡模型的方法模拟绕流圆柱流场中颗粒的扩散特性和聚并效果。分析圆柱尾迹的分布,研究流动时间、颗粒St数和颗粒的体积分数对细颗粒聚并的影响。结果发现:随着流场的发展,沿着流动方向涡量值逐渐减小,不同粒径的颗粒受漩涡的影响在流场中的分布不同;增大入口处颗粒的体积分数,可增强颗粒聚并效果,颗粒的体积分数增大到一定值后,颗粒聚并效果变得不明显;当入口颗粒St≤1时,颗粒的St数越小,聚并效果越显著。