喷淋脱硫塔内除雾器性能数值模拟

利用计算流体力学(CFD)方法,对不同叶片形式除雾器内的流场进行数值模拟,获得烟气流速、叶片间距、液滴直径等参数对除雾效率及压力损失的影响规律。结果表明:除雾效率随烟气流速和液滴直径的增大而增大,随除雾器叶片间距的增大而降低;弧形板除雾器对液滴的脱除效率最低,但压力损失最小,其次是折形板除雾器,弧形板带单钩和双钩除雾器对液滴的脱除效率较高,但压力损失也较高;弧形板大间距板型,适合作为塔内一级除雾器,用来控制二级除雾器入口液滴质量浓度;弧形板带钩小间距板型,适合作为塔内二级除雾器,用来控制整个吸收塔液滴排放总量。     

加装双钩片对除雾器流场及除雾性能的影响

为了研究加装双钩片对板式除雾器的性能以及不同粒径液滴去除率的影响,本文采用低Re SST k-ω湍流模型对湿法烟气脱硫系统中带双钩的板式除雾器内流场进行数值模拟,分析了钩片的结构参数、气流速度和液滴粒径对除雾效率和压降的影响。结果表明:与无钩片除雾器相比,加装双钩片对较小粒径液滴的去除率有显著提升,粒径为10μm液滴的去除率从原来7.99%提高到23.14%,粒径为20μm的液滴去除率从原来的31.63%提高到60.49%,而对粒径大于30μm的液滴去除率可达到90%以上;钩片的长度对除雾效率的影响为主要因素,而钩片的宽度对其影响很小;加装双钩的板式除雾器在压降允许范围内,改善了普通板式除雾器对小液滴去除率低的缺点,为高效除雾器的实验研究和设计提供了理论依据。     

管式除雾器开孔对除雾性能影响的数值模拟研究

通过数值模拟的方法,研究了开孔数量、液滴粒径和流速对管式除雾器除雾效率以及流动阻力损失的影响。使用湍流模型和离散相模型分别计算连续相气体以及液滴运动。研究结果表明,管式除雾器的除雾效率随着液滴粒径和流速的增大而增加,而且管式除雾器对小液滴的除雾效果明显,可以去除约62%的5μm的液滴以及69%的10μm的液滴。另外,通过翅片开孔可以有效降低管式除雾器的流动阻力。在所研究的流速范围内,开孔管式除雾器的流动阻力可以降低约50%。通过研究可以得出,管式除雾器对小液滴具有较高的除雾效率,通过打孔可以降低管式除雾器的流动阻力,但也会降低除雾效率。此研究成果可为管式除雾器的理论研究以及工业应用提供依据。     

喷淋脱硫塔内除雾器运行特性

除雾器的除雾效果对脱硫系统的稳定运行、烟道腐蚀及烟气排放有重要影响,研究不同空塔流速及组合条件下除雾器的除雾性能很有必要。为此,建立了接近实际工程的喷淋脱硫塔实验台,研究了空塔流速、喷淋层与除雾器距离、不同雾化喷嘴等对除雾器出口液滴含量、粒径分布的影响,以及管式除雾器性能。研究结果表明：空塔流速对一级除雾器出口液滴含量的影响较大,对二级除雾器出口液滴含量有一定影响;除雾器出口液滴粒径随空塔流速提高而减小;喷嘴雾化粒径变小后,一级除雾器出口液滴含量明显增加;喷淋层与除雾器间距对一级除雾器出口液滴含量有较大影响;管式除雾器对除雾器出口液滴含量影响不大。     

管束式除雾器结构优化数值模拟及高效除雾器研制

为配合烟尘超低排放改造,基于流体动力学计算方法,对湿法烟气脱硫系统中管束式除雾器内的气液两相流流场进行了数值模拟,同时将双筒结构引入管束式除雾器,通过改变筒体结构和叶片结构参数,分析得到了管束式除雾器对不同粒径液滴的脱除效率和除雾器压损的变化规律。研究结果表明,双筒结构+多级串联是提高除雾效率,特别是提高小液滴脱除效率的有效方法;曲线型叶片出口角、叶长和叶片数变化会对除雾效率和压降造成较大影响。在此基础上,进一步提出了3种高效管束式除雾器型式并经冷态试验台验证,其中1种优选构型已在某电厂300MW机组除雾器改造中应用。运行结果表明,该除雾器各项性能指标良好,在机组50%~100%的宽负荷范围内,烟尘排放质量浓度均小于5mg/m³（标态,干基,6% O₂）,机组满负荷时除雾器最大阻力小于300 Pa。     

氨法脱硫烟气中气溶胶凝结脱除动力学

针对氨法脱硫烟气中气溶胶的排放特性,建立氨法脱硫后细颗粒凝结长大脱除动力学模型,对细颗粒的凝结长大及脱除规律进行数值预测,并将其与实验结果进行比较。结果表明：细颗粒在过饱和蒸汽条件下迅速长大成液滴,在相同条件下,细颗粒初始数浓度越高,完成凝结长大的时间越短,液滴的最终粒径也越小;细颗粒脱除效率随停留时间增大迅速提高,在50～100ms内达到稳定,与理论计算值比,实验停留时间滞后,约在1．5s后脱除效率趋于稳定;脱硫后细颗粒凝结长大脱除效率与细颗粒物化性质有关,水洗涤时,当过饱和度高于1．4,细颗粒的脱除效率才随过饱和度的增大而迅速提高;氨法脱硫后,细颗粒可在较低的过饱和条件下凝结长大,因而脱除效率随过饱和度增大而提高。     

对喷流协同蒸汽相变对燃煤细颗粒脱除性能的影响

以燃煤锅炉产生的含尘热烟气为对象,采用电称低压冲击器（electrical low pressure impactor,ELPI）和Vaisala-HMT337型温湿度变送器等测试仪器,研究倾斜对喷流与蒸汽相变相结合的方法对燃煤细颗粒的脱除性能,实验考查烟气对喷流速、烟气对喷间距、蒸汽添加量、除雾器类型、添加润湿剂等对细颗粒脱除效率的影响规律。研究结果表明：采用对喷流和蒸汽相变技术相结合的方法可以高效脱除细颗粒物;细颗粒脱除效率随烟气对喷间距的增大先提高后降低,随烟气流速和蒸汽添加量的增大而提高;相变室出口安装丝网除雾器的脱除效果优于采用板波纹除雾器;烟气中添加挥发性乙二醇润湿剂对细颗粒脱除有一定的促进效果。     

湿法烟气脱硫塔内折形板除雾器优化的数值模拟

采用欧拉-拉格朗日方法模拟了湿法烟气脱硫塔内折形板除雾器单通道二维流场的气液两相流动特性,气相采用SST k-ω模型封闭的雷诺时均N-S方程,液滴采用颗粒随机轨道模型。在对无构件除雾器流场分析基础上,提出一种加装于除雾器叶片的构件,并分析了优化构件高度及顶角对气相流动特性、液滴运动轨迹及除雾器性能的影响。模拟结果表明,所提出的新型构件可增强除雾器的捕集性能,构件高度由3mm增大至5 mm或顶角由120°减小至60°均可进一步提高除雾效率,而高度的影响比顶角更加明显;综合考虑除雾效率与压降,对于高度为3mm或4mm的构件顶角适宜范围为90°至120°,而对于高度为5mm的构件,顶角减小使压降增加明显,其适宜角度为120°。     

电场对有机胺气溶胶作用机理与实验研究

燃煤电厂碳捕集、利用与封存技术是实现2060年碳中和目标的重要手段,然而化学吸收法存在吸收剂二次携带与生成新的气溶胶污染物等问题。为了探究电场对有机胺气溶胶作用机理,使用COMSOL软件模拟有机胺气溶胶、固体颗粒在空间电场中荷电特征与运动特性区别;用实验手段研究有机胺气溶胶对线板式静电除雾器伏安特性影响,通过ELPI+分析电场对有机胺气溶胶控制效果。结果表明:板间电流随电压增大而变大,近似为指数函数;当极线间距一定时,电流随板间距增大而减小;极板间距一定时,电流随线间距增大而增大,最大值对应尺寸为板间距7 cm、线间距7 cm;电除雾器对于0.20~0.50 μm粒径有机胺气溶胶的脱除效率最低为40%;有机胺气溶胶相对介电常数更高,表面张力更大,其在除雾器中的脱除效率比固体颗粒更高;0.10 μm以下和0.10 μm以上粒径有机胺气溶胶脱除效率分别相差约2百分点、8百分点。     

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。     

撞击法测试液滴研究及在湿法脱硫系统的应用

湿法脱硫系统除雾器运行优劣,关系到燃煤电厂烟气排放水平,需采用合适的分析方法对脱硫烟气中携带液滴的情况进行分析。使用撞击法（Impacting method）在工业试验装置上研究了湿法脱硫烟气中携带液滴的分布规律,介绍撞击法的采样原理、使用方法、数据分析与处理,并给出应用实例及撞击法在测试过程中的注意事项。研究结果表明,通过显微镜可观察并统计气流携带的液滴在撞击板上留下的印记（弹坑）,根据其直径和数量可得出液滴粒径的分布,同时可以计算得到烟气中液滴的质量浓度,所得结果可为除雾器系统运行规律的研究和优化改造提供数据支持。     

冷凝式除雾器在脱硫系统中的应用及性能评价

某600 MW燃煤机组为实现超低排放改造,将原脱硫塔除雾器（二级屋脊式除雾器+一级管式除雾器）改造更换为冷凝式除雾器。该冷凝式除雾器由三级屋脊式高效除雾器和冷凝湿膜层组成,另设有由喷淋冷却水泵及闭式冷却设备组成的塔外冷却站。在100%和50%负荷工况下,通过调整冷却站运行模式,控制冷凝湿膜层投运或退出,现场测试了不同工况下脱硫系统雾滴排放量及整体协同洗尘效率和SO₃脱除率。测试结果表明,冷却站换热量对冷凝式除雾器运行效果有较大的影响,提高冷却站换热量有助于提高雾滴、烟尘及SO₃的脱除效果。     

湿式烟气脱硫设备中折线型挡板除雾器压降的数值模拟

分析了折板除雾器弯曲通道内气体流场分布，确定了气体流场的流函数．涡量方程和边界条件，建立了除雾器压降的数学模型，模型的数值求解方法采用有限差分法，最后着重分析了除雾器高度、转折角、板间距、气体流速对除雾器压降的影响。数值计算结果与实验数据相符合，可用于指导脱硫塔除雾器的设计。     

湿法烟气脱硫系统及关键设备性能测试

为提高脱硫装置效率及系统可靠性,需要定期对脱硫系统及关键设备进行性能测试。为此,分析了烟气脱硫系统测试与电站锅炉烟气测量的不同特点,着重介绍了脱硫系统的系统压耗、脱硫效率、石灰石利用率、气-气换热器漏风率、石膏品质分析、除雾器雾滴质量浓度等的测试方法,并指出只有充分考虑性能试验项目及现场实际情况,在试验方法、试验时间、试验次数等方面及时做出调整,才能保证试验数据准确可靠。     

除雾器通道内二维两相流场的数值模拟

除雾器是WFGD系统内的重要设备之一,其性能对WFGD系统运行的可靠性有重要影响。文章采用雷诺应力湍流模型和拉格朗日多相流模型,对波纹板除雾器单通道内的流场进行了全面的计算流体力学(CFD)模拟。得出了除雾器通道内的速度场、压力场的分布情况、被捕集液滴的临界粒径与烟气流速的关系等。对除雾器的设计和运行具有一定的理论指导意义。     

折流板式除雾器的结垢与控制措施

针对锅炉脱硫系统折流板式除雾器在运行过程中发生的结垢、堵塞问题,阐述了折板式除雾器的工作原理和布置型式,从设计不合理、烟气流速变化无常、吸收塔浆液过饱和度较大、氧化效果不理想等方面分析了折流板式除雾器结垢的原因,提出了减缓除雾器结垢的控制措施,有效地抑制了除雾器的结垢,确保了脱硫系统正常运行.     

某电厂脱硫除雾器垮塌原因分析

除雾器是湿法脱硫系统中的关键设备,其性能直接影响到脱硫系统能否连续可靠运行。对某电厂脱硫系统除雾器的坍塌原因进行了分析,提出了相应处理办法,并就湿法脱硫系统中除雾器的运行提出了合理化建议。     

一种电能表自动化检定系统表计除雾除尘装置的研制

针对电能表表面水雾和灰尘影响自动化检定效率的问题,研制了一种表计除雾除尘装置;对装置的软件、硬件及器件选型进行了分析,对装置除雾除尘的效果进行了验证。试验结果表明:除雾除尘装置提高了电能表自动化检定系统的检定效率,产生了较好的经济效益和社会效益。