大型湿法烟气脱硫喷淋塔内阻力特性数值模拟

利用Fluent软件包,对300 MW机组湿法烟气脱硫(wet flue gas desulfurization,WFGD)系统喷淋塔内阻力特性进行了数值模拟,着重考察了不同塔径、喷淋层间距和喷淋层数等设计条件及不同负荷、液气比等运行工况下喷淋塔内阻力特性。结果表明,300 MW机组WFGD系统喷淋塔内阻力在烟气量125′104 m3/h、塔径13m、4层喷淋、层间距1.7 m时约为950 Pa,与实际工程测量数据较为吻合;塔径、喷淋层数量、负荷和液气比是影响喷淋塔内阻力的重要因素;模拟计算值可作为喷淋塔设计与运行优化的依据。     

喷嘴对板介质阻挡放电特性的实验研究

喷嘴对板介质阻挡放电是产生低温等离子体的有效方式,为了获得这种放电形式的放电特性,在实验室敞开的空气环境中,进行了"喷嘴-板"介质阻挡放电的初步理论研究。实验分别考察了等离子体放电通道的扩散角、放电伏安特性及电介质层位置对电流波形特性的影响几个方面。研究结果表明,扩散角随着电压的升高而增大,在相同电压条件下,喷嘴对板的极间距与扩散角呈反比关系,极间距愈小,扩散角愈大;伏安特性表明,外加电压达到放电临界电压之后,喷嘴数量越多电流越大,但不是单个喷嘴电流值的简单迭加;在相同的外加电压条件下,极间距越小,对应的电流值越大,并且随着外加电压的升高,较小的极间距的电流值增幅越大;此外,电介质层在两电极间的放置位置对放电特性产生影响,介质层在高压极与接地极之间时放电效果较好,过多靠近高压极或接地极效果较差。     

海水淡化喷嘴分布特性的实验研究

为验证国产喷嘴性能,对低温多效海水淡化用进口M5型工程喷嘴和一种国产研制型蓝色喷嘴做了单喷嘴的喷淋布液分布实验,对比分析了这2种喷嘴的全周向喷淋布液分布特性以及喷淋流量和盐水浓度对其布液分布的影响。实验结果表明：研制型蓝色喷嘴与M5型喷嘴的喷淋布液分布规律基本一致;单喷嘴喷淋布液规律并不随流量的增大而发生大的变化;盐水浓度对喷嘴的喷淋布液分布规律影响不大。实验证明国产喷嘴性能良好,满足工程应用要求。     

M5型喷嘴喷淋液滴粒径分布实验研究

喷嘴是使液体雾化的重要装置,在很多领域都有广泛的应用。针对低温多效海水淡化技术中使用的M5型喷嘴的喷淋粒径分布特性,专门设计并建立了特殊的测量系统,进行了常温常压状态下单喷嘴的喷淋液滴粒径分布实验。实验结果表明:同一流量下,在喷淋液滴所形成锥体的横截面上,液滴直径分布成U形;随着流量增加,液滴直径变小,液滴直径分布更加均匀,同时喷嘴的喷淋角度变大;液滴粒径测量时,遮水板之间的间距为2 cm时的流动状况比间距为4 cm时的流动状况波动剧烈。     

湿法烟气脱硫旋流喷嘴喷雾角试验研究

以湿法烟气脱硫工艺中常用的旋流喷嘴为对象,研制了几何相似的系列喷嘴和仅出口直径变化的系列喷嘴,并选择实心锥喷嘴和螺旋喷嘴作对比,经过大量试验,系统地研究了旋流喷嘴的喷雾角变化规律,为湿法脱硫喷淋系统的设计提供了一定参考。     

310MW 燃煤机组湿法烟气脱硫效率分析

针对310MW燃煤机组湿法烟气脱硫效率低的问题,采用排除方法逐项进行分析、论证,发现引起脱硫效率低的主要原因为浆液循环泵出力下降,导致浆液循环泵出力下降的原因为喷淋层新更换的部分喷嘴存在设计缺陷以及部分喷嘴出现了堵塞。     

压力式雾化喷嘴径向喷淋密度的测量方法

采用扇形排状量筒装置对典型压力式雾化喷嘴的径向喷淋密度进行了实验测量.试验结果表明:HHSJ异型喷嘴径向喷淋密度分布的对称性较好,喷淋密度沿半径方向具有两个峰值,其中外延峰为一个明显的最高峰.研究发现,采用这种测量装置,可以准确便捷地得到压力式雾化喷嘴的径向喷淋密度.     

不同喷淋层布置的脱硫塔流场优化数值模拟

采用数值模拟的方法,对某电厂300 MW机组脱硫塔喷淋层的多种预布置方案进行了流场模拟,发现并展示了脱硫塔内部流场的不均匀性。为将塔内流场调节均匀,在所建立的数值模拟模型上对几种设想的喷淋层布置方案进行了尝试、比较和筛选。最终结果表明,通过增加一层喷淋层,改装壁面附近的喷嘴加大局部喷淋量,可以很好的将流场调节均匀,并避免了烟气沿脱硫塔壁面的逃逸现象,从而能够进一步提高脱硫塔的脱硫效率,达到较为理想的脱硫效果。     

脱硫工程应用喷嘴雾化特性试验研究

采用自行设计并搭建的雾化试验系统,对烟气脱硫系统大流量浆液雾化喷嘴进行流量、喷雾角及索特尔平均直径（SMD）测试,获得流量、喷雾角及SMD与压力之间的关系。试验结果表明:在额定压力下,脱硫工程大流量浆液雾化喷嘴的额定雾化特性参数与实测结果存在一定偏差,脱硫系统浆液雾化喷嘴需进行设计优化,且在浆液雾化喷嘴参数选型上应考虑预留一定余量。     

小压差弹簧喷嘴的开发和应用

主要介绍了小压差弹簧喷嘴的冷态试验和结果分析。弹簧喷嘴是除氧设备中的关键部件,它的性能直接影响除氧器的安全稳定运行和在各种工况下给水的出力、温度和含氧量能否达到预期运行效果。为适应市场需要,我们开发研制了小压差弹簧喷嘴。小压差弹簧喷嘴可用于超临界、亚临界300 MW和600 MW等大机组除氧设备。     

基于CFD技术的湿法烟气脱硫系统性能优化

基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件平台结合非稳态传质理论,对300 MW机组湿法烟气脱硫(wet flue gas desulfurizaiton,WFGD)喷淋塔的SO2吸收性能进行了数值模拟。塔内烟气湍流采用雷诺时均的纳维-斯托克斯方程描述,液滴运动由拉格朗日离散相模型描述。计算得到了塔内各部分的SO2浓度分布状况。分析了液气比、烟气流速以及喷淋层组合方式对SO2浓度分布的影响。结果表明数值模拟计算值与实际工程测量数据趋势较为吻合,但计算值比测量值略小。基于计算结果对大型WFGD系统实际运行参数优化提出了建议。     

对直接空冷机组空冷单元内纵向双排喷雾增湿系统布置的数值模拟

应用气水两相流的传热传质理论,建立了600 MW直接空冷机组空冷凝汽器喷雾增湿三维数学模型,利用CFD软件对空冷单元内喷雾增湿系统进行数值摸拟,分析了喷嘴纵向布置方式及喷雾方向对增湿效果的影响.经过空冷凝汽器的变工况计算,得到了喷嘴最佳布置方式.     

燃煤电厂烟气冷凝除尘试验研究

通过在某300 MW燃煤机组湿法烟气脱硫(WFGD)系统的脱硫塔出口搭建烟气旁路,测试具有冷凝除尘作用的塑料型换热管束的传热系数、烟气侧阻力特性及除尘性能。结果表明:管束传热系数在350 W/(m^2·K)以上,烟气侧阻力随烟气流速增加而明显增大,除尘效率达到58.6%,出口粉尘质量浓度在4.5 mg/m^3左右;采用冷凝除尘技术不仅可以除尘,还能够回收烟气中的热量和水分。     

直接空冷机组空冷单元内喷雾增湿系统的结构优化

基于SIMPLE算法,采用k-ε模型,在综合两相流、传热传质理论并结合实际运行效果的基础上,对600 MW直接空冷机组空冷岛中的1个单元进行数值模拟,分析喷嘴纵向双层四排布置时喷嘴位置、喷雾方向、喷嘴孔径及喷雾压力对空冷凝汽器压力的影响。结果表明:喷嘴双层四排布置时,压力越大喷雾增湿效果越明显;综合考虑雾化效果和喷雾距离,1 mm为孔径的最佳值;当外排喷嘴距风机栈道中心线4 m、距风机平面高度为0.6 m、内排喷嘴距风机栈道中心线2 m、距风机平面高度1.9 m、喷雾方向在xy平面内与y轴正方向夹角为120°、喷雾压力为1.2 MPa、孔径为1 mm时,空冷凝汽器压力降幅最大,可降低8.13 kPa。     

电厂湿法脱硫系统对烟气中细颗粒物脱除作用的实验研究

采用Andersen 8级撞击器对某300 MW燃煤电厂湿法烟气脱硫(wet flue gas desulphurization,WFGD)系统前后的飞灰颗粒物进行采集,获得了烟气中飞灰颗粒物的质量浓度和粒径分布特性。采样工况分别为100%和70%锅炉负荷。使用场发射扫描电镜-能谱分析,X射线荧光分析和电感耦合等离子体-原子发射光谱分析法对颗粒物进行了形貌分析和主、次量元素含量的检测。结果表明,WFGD系统入口飞灰质量粒径呈典型的双峰分布,峰值分别在1和3 mm处,颗粒多呈规则球形,PM2.5与PM10质量比为0.434,飞灰总浓度约为85 mg/m3标准状态;出口处飞灰质量粒径分布也呈现双峰性,其中细颗粒比例增大,PM2.5与PM10质量比为0.764,细颗粒间相互聚集粘连形成不规则的块状结构,飞灰总浓度在23 mg/m3(标准状态)以下,总飞灰的脱除效率为74.5%,分级脱除效率随粒径减小而明显下降。经过WFGD系统后,细颗粒上S和Ca元素含量增大,而Al,Ba,Fe,Mn和Si元素的含量降低。计算表明,WFGD出口烟气中新增的石灰石与石膏颗粒分别占颗粒物质量的47.5%和7.9%。     

沙角A电厂烟气脱硫系统的特点及可优化分析

介绍了沙角A电厂300 MW机组湿法烟气脱硫系统(WFGD)的主要设计参数和各分系统设计特点,该WFGD系统包括烟气及其加热系统、吸收塔系统、石灰石浆液制备及供应系统、石膏脱水系统、公用系统和水坑系统。结合调试和运行的实践,对烟气系统、吸收塔系统、石灰石浆液系统、水坑系统和石膏脱水系统的可优化性进行了分析。     

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。     

内部导流对空冷单元喷雾增湿效果的影响

对空冷单元冷却空气进行合理导流,根据导流后的速度分布布置喷雾增湿系统,可以增强喷雾增湿的冷却效果。针对600MW直接空冷机组空冷单元的典型结构,建立了内部综合应用空气导流板和喷雾增湿的空冷单元冷却空气流动传热过程的物理数学模型。利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)进行模拟,获得了空冷单元冷却空气的流场,比较了应用导流板前、后喷雾增湿的冷却效果。结果表明:合理应用内部导流板能够增强喷雾增湿的冷却效果,更大程度降低机组背压。