陶瓷膜法的烟气水分及余热回收中试研究

为研究陶瓷膜在火电厂烟气水分及余热回收应用中的动态性能,在河北某330 MW燃煤电站采用40根微滤膜制作陶瓷膜组件,搭建中试装置,研究烟气流量和冷却水入口温度对水分和热量回收性能、潜热和显热释放情况的影响规律.研究结果表明,烟气流量为9715 m3/h、冷却水入口温度为18.7℃时,膜组件的回收水量和热量分别可以达到4...     

陶瓷膜烟气余热回收性能实验研究

火电厂排放的烟气中含有大量的水蒸气和余热,采用陶瓷膜回收烟气中的水分及热量是一条有效途径,具有一定的经济性和社会效益.本文采用选择层孔径为30、50hm的陶瓷膜进行烟气余热回收实验,分析了烟气温度、烟气流量、冷却水温度和冷却水流量对不同孔径陶瓷膜热量回收性能的影响.结果 表明:50 nm陶瓷膜管热量回收性能优于30 n...     

无机陶瓷膜烟气余热回收特性实验研究

燃煤电站锅炉排放湿饱和烟气导致大量低温余热损失.无机陶瓷膜耐酸碱、具有较强的化学稳定性,是回收烟气低温余热的理想材料.以无机陶瓷膜为核心开展烟气余热回收实验,分析了锅炉尾部低温烟气特征参数;以316L不锈钢为比较对象,探讨了无机陶瓷膜在提高热回收功率及复合传热系数等方面的强化作用.结果表明:烟气余热回收以水分的汽化潜热...     

膜法半开式吸收式热泵回收烟气余热及水分系统特性分析

燃煤机组锅炉尾部烟气直接排放会造成大量的余热与水分损失。本文基于陶瓷膜管的选择透过性,利用溴化锂溶液的吸湿性,提出一种膜法半开式吸收式热泵系统,其中多通道陶瓷膜管吸收器吸收烟气中余热与水分,高温发生器、回热发生器及气液分离器实现溴化锂溶液的再生。以某330 MW燃煤机组锅炉为例,分析了不同循环工质参数、不同回热蒸汽流量以及吸收器内热交换量变化对膜法半开式吸收式热泵系统的影响。结果表明:溴化锂溶液的流量与溶液出口温度、脱水量呈正相关变化;吸收器内凝结水吸热量增大会提高脱水量,但会降低溶液出口温度;回热蒸汽流量变化会改变系统内各部分热量分布,增大回热蒸汽流量可以减少驱动热源热量,提高系统热回收性能,但存在限值。     

火电厂烟气水分及余热陶瓷膜法回收实验

火力发电是高耗能、高耗水行业,回收火电厂烟气中水分及余热能起到显著的节能、节水效果。通过单根20 nm孔径陶瓷膜进行烟气中水分及余热回收实验,研究不同烟气流量(4～18L/min)、烟气温度(50～70℃)、烟气相对湿度(40%～100%)和冷却水流量(0.5～2.0 L/min)对回收性能的影响。结果表明:水回收速率随烟气流量、烟气温度、烟气相对湿度增加而上升;水回收效率随烟气温度、烟气相对湿度增加而上升,随烟气流量增加而下降;冷却水流量变化对水回收速率和效率没有影响;烟气对流凝结努塞尔数(Nuf)用于评价烟气在陶瓷膜内的传热性能,其随烟气流量、烟气相对湿度、冷却水流量增加而升高;大烟气流量工况时Nuf随烟气温度增加而升高,小烟气流量时Nuf随烟气温度增加呈先升高后降低趋势。研究结果对于陶瓷膜在火电厂烟气中实际应用具有理论指导意义。     

陶瓷膜组件回收烟气水分及余热性能实验研究

利用陶瓷膜组件回收烟气中水分及余热有望成为火电厂节能节水的一条有效途径。为了探究陶瓷膜组件回收水分及余热的性能,本文采用孔径2μm的陶瓷膜管组成的陶瓷膜组件进行了烟气中水蒸气及余热的回收实验,研究了不同烟气温度(40～100℃)、烟气流量(320～440 m3/h)、冷却水温度(11～15℃)和冷却水流量(0.62～0.72 m3/h)对陶瓷膜组件回收水与余热性能的影响。实验结果表明:回收水速率随烟气温度及烟气流量的升高而增大,随冷却水温度的增大而降低,而冷却水流量对回收水速率影响不大;烟气平均对流凝结努塞尔(Nu)数和Zhukaukas关联式所得Nu数均随烟气温度、烟气流量的升高而增大,且烟气平均对流凝结Nu数始终大于Zhukaukas关联式所得Nu数;热回收效率随烟气温度及冷却水流量的增大而提高,随冷却水温度的增大而降低,而随着烟气流量的增大,热回收效率先提高后降低。该研究结果可为陶瓷膜组件在火电厂实际应用提供了借鉴。     

增压富氧燃烧回收烟气水分潜热的分析

增压富氧燃烧发电机组具有在较高烟气温度下回收烟气水分潜热的独特优势.以某300 MW汽轮机组为研究对象,基于汽轮机变工况热力计算方法,计算分析了高压烟气中水分潜热加热凝结水对汽轮机热耗率与出力的影响,并与常压富氧燃烧进行了比较.结果表明,在增压富氧燃烧系统中采用排烟冷凝器,使汽轮机凝结水吸收烟气中水分的凝结放热和烟气的显热,随着烟气温度由190℃降至90℃,可使烟气水分含量由12.38％降至1.17％,回收了全部水分潜热的90.5％;与常压富氧燃烧相比,在机组额定功率下,汽轮机热耗率降低约5.8％;在汽轮机额定进汽量下,汽轮机功率增加约6.1％.     

燃煤机组烟气余热及水回收系统变工况特性和调控策略

针对燃煤机组烟气余热及水回收系统展开研究,基于物质、能量平衡以及等效热降法分析了系统的节水节煤能力,进而建立了系统变工况分析模型,研究了环境温度和调控策略对系统性能及状态参数的影响规律。结果表明,设计工况下系统节水潜力为15.34 kg/s,节能潜力为2.75 g/(kW·h)。环境温度变化时,系统的部分状态点温度会随着环境温度降低而降低,环境温度为−20℃时,低温省煤器节煤量降至1.44 g/(kW·h)。为避免系统发生低温腐蚀,提出了运行调控策略,使进入电除尘器烟气温度提升至90℃以上,以保证系统的安全运行,但低温省煤器的节煤量相比于未调整时降低了0.2 g/(kW·h)。     

燃煤机组烟气余热和水协同回收系统多参数优化及运行策略

为提高燃煤机组烟气余热和水协同回收系统的节能减排及技术经济性能,保障系统的安全运行,论文建立了系统多参数优化以及变工况特性分析模型,以330MW机组为例,研究获得了系统的优化参数以及节能节水潜力,并依据系统变工况特性提出了系统全工况优化运行的调控策略。基准工况优化计算结果表明:设计工况下的系统综合节水率为15.34kg·s^-1,系统综合节煤率达4.12g·(kW·h)^-1。系统的变工况特性研究表明:烟气余热和水协同回收系统内工质温度和节煤率均随着环境温度的降低而降低,当环境温度降低至-20℃时,烟气余热和水协同回收系统综合节煤率降低38.7%,低温烟气冷却器进口循环水温度降至70℃以下,此时系统运行安全受到威胁。为此,论文提出系统全工况优化运行策略,该策略不仅可以维持低温烟气冷却器进口循环水温度在70℃之上保障系统安全,同时,可以实现烟气冷凝过程余热的有效利用。     

烟气脱汞活性炭干粉喷射实验及喷射效果数值模拟

针对目前粗放的活性炭喷射工艺物料消耗大的问题，为提高单个喷射点的活性炭扩散面积，搭建了活性炭干粉喷射实验台。对3种喷嘴进行实验，结果表明：其干粉喷射效果明显优于管子直喷效果，距喷嘴750 mm截面处扩散面积分别比管子直喷时扩大了73.58%、201.89%、137.74%；喷嘴中内置旋流叶片对活性炭干粉喷射的改善效果不明显。通过采用商业CFD软件，开发了活性炭干粉喷射的数值模拟方法，并通过实验验证了模型的合理性。该活性炭干粉喷射模型可用于指导实际工程项目科学布置活性炭喷射点。     

600MW燃煤锅炉烟气系统优化减阻技术应用与仿真研究

针对某电厂600MW超临界燃煤锅炉机组运行中引风机能耗偏高的问题,以系统工程理念出发,采取CFD仿真软件对烟道系统进行1:1全尺寸仿真模拟工作,通过对关键区域增设导流装置,能够很好地合理化流场分布,减少局部动能耗散,降低烟气系统整体运行阻力。改造后第三方性能测试结果表明：在BMCR工况下,相比改造前,改造后的电除尘入口段和引风机出口段烟道的阻力分别降低579 Pa和257 Pa,其中电除尘入口段全压降相比改造前降幅达到50%以上;改造后两侧引风机电耗进一步降低,烟气系统各辅机运行参数正常,锅炉运行安全稳定。该技术施工周期短且经济性良好,投资回收期不足3年。     

颗粒层过滤除尘和分级过滤特性的数值模拟及实验对比

IGCC和PFBC-CC燃气蒸汽联合循环发电均涉及高温除尘问题。目前尚未取得突破。在高温条件下采用移动颗粒层过滤除尘具有潜在的发展优势，该文针对移动颗粒层过滤除尘机理进行了数值模拟和实验研究，在建立离散颗粒运动数学模型的基础上，模拟计算了粉尘颗粒与过滤层颗粒碰撞次数与系统风速之间的变化关系以及过滤介质颗粒与不同粒径粉尘颗粒间的碰撞机率，用数值模拟的方法探讨了过滤颗粒层对不同粒径粉尘颗粒的选择性，并与实验结果进行了对比，研究发现，随系统风速的变化，粉尘颗粒与过滤层颗粒的碰撞频次与除尘效率之间存在定性的一致，单一粒径颗粒组成的过滤层对不同粒径的粉尘颗粒有显著的选择性。     

脱硝反应器内烟气与飞灰分布差异的数值模拟

火电SCR脱硝反应器催化剂层积灰现象是影响脱硝性能和安全运行的重要因素之一,而传统工程导流设计方法中飞灰浓度场的分布易被忽视。以某600 MW机组脱硝装置实际积灰情况为例,运用多相流体力学模拟方法建立多相流模型,研究了反应器内烟气流场及飞灰浓度场的分布特征,并通过增设导流板的方式对烟气及飞灰流动状态进行了优化调整。研究结果表明,飞灰浓度场分布均匀性随飞灰颗粒的粒径和真密度增加而下降,飞灰颗粒浓度或真密度较高工况极易造成催化剂层积灰堵塞,导致故障。在制定脱硝装置导流设计方案时,应论证烟气和飞灰的均布性,以确保装置安全高效投运。     

新型烟气采样装置的数值研究

利用数值模拟方法,得到了单根采样管内的流量-阻力特性,并在此基础上设计了一种变管径式多通道烟气采样装置,并进一步对其进行了数值模拟。模拟结果表明,变管径多通道烟气采样装置具有良好的采样性能和环境适应性,实现了既能多网格点同时采样、又能严格满足不同取样管等流量取样的功能,能够对烟气成分进行精确测量且相比于现有单通道烟气采样枪能大幅降低试验测试人员的现场工作量和采样时间。     

300MW级褐煤机组烟气余热回收装置设置研究

介绍了烟气余热回收装置设计原理、设计条件,深入分析了燃褐煤300MW级机组采用石灰石湿法脱硫系统设置烟气余热回收装置的可行性,通过实际数据对亚临界及超临界机组设置烟气余热回收装置的设计条件、投资、能耗进行了详细论证,给出了系统控制方式,进行了经济效益和社会效益分析。     

湿式烟气脱硫喷淋塔内部流场数值模拟研究

以300MW 机组湿法烟气脱硫喷淋塔为研究对象,利用计算流体力学通用软件对其内部进行三维数值模拟。     

双套管输送技术用于大出力、长距离气力输送系统的数值模拟研究

提出了适应大型燃煤机组除灰系统特点的双套管结构,利用流体力学数值模拟对双套管输送机理进行了计算机模拟试验;针对大出力、长距离特点下双套管内管具有开口间距、管径配比、孔板开口比例等结构特点进行优化计算。结果表明:对双套管低气速、高浓度、气固间相互扰动强烈等问题,通过改变双套管内部结构机理,满足粉煤灰的输送要求。     

燃煤水分软测量研究

根据直吹式MPS型中速磨煤机进、出口物质的能量平衡和质量平衡原理,建立了燃煤水分的软测量模型.实际数据计算和实际煤质工业分析报告数据相比结果表明,计算的水分符合变化规律.同时,将运行中的多台磨煤机计算的水分值进行了数据融合处理,提高了软测量的准确性和可靠性.     

用拉格郎日法对气固两相流动的数值模拟

在火力发电设备中，广泛存在着气固两相流动的问题，用计算机对气固流动进行模拟研究已成为重要手段骼欧拉方法对单相相介质流动和稀相范围的大两相流动进行数值模拟，已经得到广泛的应用。而对于浓相范围的气固流动，如流化床锅炉中的煤颗粒输送和床内沸腾等，由于颗粒场的客观不连续性，采用欧拉方法所得到的模拟结果与实际情况有很大偏差。随着计算机容量和计算速度的快速发展，应用拉格朗日法对浓相范围的气固两相流动进行数值模     

向心透平蜗壳内流动的实验与数值研究

应用热线单斜丝探针对矩形截面轴向对称蜗壳内速度场进行了测量分析,并基于三维N S方程组,采用分块结构化网格,用数值计算的方法模拟了此蜗壳内气体的流动,湍流模型采用Baldwin Lomax代数模型。结果表明:计算得到的通流速度无论在数值大小上、还是在径向和周向分布趋势上都与实验结果一致;轴向速度在轴向上的分布趋势相近,但数值存在较大差别。