研究与应用基于相变凝聚传热的深度减排研究与应用

结合循环流化床(CFB)锅炉燃烧特性,分析湿法脱硫后烟气温度的影响因素,并通过冷凝器表面相变凝聚传热来降低排烟温度和含湿量,实现消除石膏雨及有色烟羽现象。     

基于相变传热的动力锂离子电池散热结构

根据锂离子电池生-传热机理,设计电池单体单独成组、电池单体之间嵌入相变材料以及使用相变材料-散热片-风冷耦合等3种散热方案。采用有限元软件ANSYS,仿真不同放电倍率下电池模组的温度分布。在相变材料-散热片-风冷耦合的散热条件下,电池以2.00 C倍率放电的最高温度为39.33℃,最大温差仅为3.06℃。     

湿式相变凝聚器协同多污染物脱除研究

燃煤发电机组多污染物协同脱除技术将是未来火电领域的研究热点,为此研发并设计了一种高湿烟气环境中实现细颗粒凝聚和多污染物协同脱除的新型装置——湿式相变凝聚器（Wet Phase Transition Agglomerator,WPTA）。该装置经过实验室实验、中试实验和某660 MW燃煤机组全烟气工况工程实验研究,发现其具有优良的细颗粒物凝聚能力和多种污染物协同脱除性能。中试实验结果表明,经过WPTA后,烟气中颗粒物的粒度分布曲线由单峰分布演变为双峰分布,且粒径在2 μm左右颗粒的峰值明显降低,粒径大于10 μm颗粒的峰值呈增加趋势。660 MW机组全烟气试验结果显示,满负荷下WPTA投运,PM_2.5、PM_1.0脱除效率分别比不投运提高约5个百分点、15个百分点;同时实现了烟气中Hg、As、Ba、Ga、Li、Mn、Sr和Ti元素的高效脱除, 其中Hg与As的脱除能力分别提高了4.18倍和2.82倍。研究结果表明,该湿式相变凝聚协同多污染物脱除技术能很好地实现燃煤机组污染物超低排放。     

应用蒸汽相变协同脱除细颗粒和湿法脱硫的实验研究

在湿法烟气脱硫(wet flue gas desulfurization,WFGD)系统中进行了利用蒸汽相变原理协同脱除细颗粒的试验研究：通过添加蒸汽建立旋流板脱硫塔内蒸汽相变所需的过饱和水汽环境,利用过饱和水汽,以细颗粒为凝结核发生相变,促进细颗粒凝结长大并由脱硫液、除雾器高效脱除;研究采用Ca(OH)2、NaOH、Na2CO3、NH3·H2O等4种不同脱硫剂时,WFGD系统对细颗粒的脱除性能,并考察了脱硫剂种类、液气比、蒸汽添加量等对细颗粒脱除效果的影响。结果表明,采用NaOH、Na2CO3作为脱硫剂对细颗粒的脱除效果明显优于Ca(OH)2和NH3·H2O;在脱硫塔进口烟气、塔内脱硫液进口上方添加蒸汽,建立过饱和水汽环境,可使细颗粒脱除效率显著增加;液气比的影响与脱硫塔内是否存在蒸汽相变有关。     

相变储能换热器中传热问题的研究

对一种相变储能换热器的实验装置进行了研究，建立了其换热过程的数学模型，并用数值法求解了非稳态条件下相变储能换热器中凝固与强迫对流耦合的问题，分析了各种参数对装置换热性能的影响，理论计算为装置优化设计提供了依据。     

630 MW超临界火电机组深度调峰适应性研究

提高煤电机组灵活性,是提高我国电力系统调节能力的现实选择,以一台630MW超临界机组为例,通过掺烧优质烟煤和调节烟气旁路控制脱硝系统入口烟温的方法对机组调峰能力进行试验,实现了32％额定负荷下的稳定运行,分析了调峰运行过程中燃烧器、水冷壁及脱硝系统在调峰负荷下的适应性.试验结果显示,在32％负荷下,炉膛燃烧稳定,四周水...     

基于改进相变模型的重力热管传热特性数值模拟EI北大核心CSCD

基于改进相变模型和工质饱和蒸汽压关系式对重力热管相变传热过程进行数值模拟,通过与文献结果和该文实验数据的对比,分析了冷凝过程质量转换时间松弛因子(冷凝系数)和相变判据对模拟结果的影响。结果表明:通过对冷凝系数的优化促进了热管启动过程的热质平衡,合理控制冷凝系数的变化速率可显著降低计算域质量偏差,并提高管壁温度模拟精度;饱和温度对热管蒸发段壁面温度影响最大,对冷凝段壁面温度影响最小,同等条件下低于合理取值的饱和温度将导致更大的管壁温度模拟偏差;采用工质饱和蒸汽压关系式作为相变判据能获得合理的饱和温度,模拟结果与实验值具有良好的一致性;基于改进模型的数值模拟结果直观再现了热管内部相变传热传质过程。结果可为热管相变传热数值模型的优化改进提供指导,有助于加深对热管内部传热机理的认识。     

相变材料强化传热的动力电池散热性能研究

动力电池散热性能对电动汽车正常运行至关重要.为强化相变材料导热能力,改善动力电池散热效果,以动力电池最高温度和温差作为评价指标,用计算流体力学(CFD)方法研究在相变材料(PCM)中加入不同结构形状和数量的导热翅片对动力电池散热性能的影响.结果表明,添加弧形结构翅片比不添加时电池最高温度和温差降幅分别为7.99和0.67 K;在可用空间内,增加翅片数量,电池最高温度和温差的下降幅度不按比例增大.当加入4个翅片时,电池最高温度和温差下降幅度最大.     

深度减排火电机组空预器堵塞原因及运行控制措施研究

燃煤机组在深度减排后,SCR烟气脱硝系统运行时造成空预器堵塞,严重影响机组安全稳定运行,通过研究造成空预器堵塞的原因,提出运行中应采取的对策和预防措施,解决了空预器堵塞问题。     

火电厂NOx减排策略研究

介绍火电厂NOx减排现状,分析火电厂NOx减排中存在的主要问题,提出新建、在役机组的NOx低氮燃烧器改造、低氮燃烧方式优化调整、SCR改造前基础参数测试3种策略,并说明改造中的注意事项,为NOx减排技术改造工作提供参考.     

换流阀相变乳液换热性能及其工程应用研究

通过实验和数值模拟方法获得了相变乳状流体的传热性能,讨论了在相变乳状流体冷却条件下热通量、流量和质量分数对换流阀散热器传热特性的影响,并由实验验证了所采用的模型和算法可靠性.研究结果表明,相变乳状流体平均对流换热系数几乎是水的3倍,相变乳状流体散热器热阻要低于水冷却散热器50％以上,同时相变乳状流体的压降略有提高,约为...     

电站锅炉排烟热损失的不确定度分析

介绍了电站锅炉热效率试验中排烟热损失的不确定度分析,针对试验过程中的测量数据,通过计算实例说明排烟温度、排烟氧量和送风温度的不确定度对排烟热损失不确定度的影响较大。     

基于排放轨迹模型的电力行业CO_2减排模式分析

以CO2减排目标为强制约束是控制温室气体排放最直接、最有效的手段。在深入探讨我国电力行业的CO2减排场景的基础上,提出了基于排放总额度约束的标准排放轨迹模型。根据该模型特征,总结了我国电力行业潜在的几种CO2减排模式,进一步分析了在不同模式下通过调控模型中的关键参数实现减排目标的控制手段。结合我国电力行业的实际情况,运用标准排放轨迹模型量化地计算和比较了各种减排模式,并对我国未来电力CO2的减排场景进行了适应性分析。研究结果表明,排放轨迹模型可实现对CO2排放更有效、精确地控制,具有广泛的应用前景。     

翅片管外有机工质TFE凝结换热特性研究

翅片管外有机工质换热特性（凝结换热系数及液膜热阻）影响冷凝器的换热性能。理论模型基于努谢尔修正膜理论,为提高计算精度,将翅片管沿管周向划分有限个微元角,建立各个微元角内翅片侧壁和翅片间基管处的层流膜状凝结换热模型,迭代求解各个微元角内的壁面温度,根据各微元角壁面与饱和蒸汽温差,推导翅壁面及翅间基管上的液膜热阻和换热量,最后求解管子平均换热系数。管壁温度随圆周角θ增大而减小;翅壁及基管上液膜热阻随圆周角θ增大而增大;基管上液膜热阻大于壁面上液膜热阻。与实验值比较,理论模型计算精度高于积分解法计算值。     

燃煤电厂烟气超低排放与深度节能综合技术研究及应用

为实现超低排放与深度节能,以某电厂为例,采用系统协同处理方法,研究分析了烟气超低排放与深度节能综合技术路线,提出了锅炉低氮燃烧器改造、电除尘器低低温与脉冲电源协同提效、电除尘器蒸汽加热与热风吹扫、脱硫托盘与交互喷淋协同提效、湿式电除尘器及其废水零排放、MGGH与凝结水加热器耦合节能等技术方案,结果表明,超低排放改造效果优于国家超低排放限值要求,同时机组能耗降低,烟气余热回收,机组对煤种的适应性也得到提升,可为同类项目提供参考。     

湿法脱硫烟气湿排问题分析

目前国内湿法烟气脱硫普遍采用烟气再热器(GGH)提高出口烟温，但加装GGH会使系统复杂化并增加投资及运行费用。为探求烟气湿排的可行性，研究解决烟气湿排中的相关问题，文中利用数值模拟技术，对烟气直接排放(取消GGH)时烟囱内的流场，烟羽扩散情况进行了数值模拟研究；对烟气湿排中的腐蚀问题、烟囱内的压力分布、烟气的抬升高度等问题进行了计算分析。数值计算与分析表明，湿烟囱排放会增强对烟囱的腐蚀性，需采用特殊的防腐处理；湿烟囱直接排放会降低烟气抬升高度，不利于扩散；为减少烟流下洗，增强扩散，应保证烟气的出口动量；湿烟气各项排放指标能满足环保要求。总之，设计合理的湿烟囱，湿烟气直接排放可大大降低WFGD系统的设备投资和运行费用，是完全可行的。     

滴形管凝结换热性能的实验研究

采用特殊的管子形状和表面是最为常用、有效的强化换热手段。该文以滴形管凝结换热作为研究对象,阐述了烟气中水蒸气凝结换热过程的特点及强化换热的条件。对液滴在圆管和滴管不同位置处的受力进行分析,说明不同管形对液膜层厚度的影响程度。通过回收天然气锅炉排烟余热实验,研究滴形管的凝结换热性能,分析影响换热性能的因素,并与圆形管进行比较。结果表明：烟气通过滴形换热管的压损小于圆管,温差大于圆管,冷却水温升高于圆管,换热系数高于圆管。采用滴形管对于强化凝结换热是一种行之有效的方法。     

基于实测的超低排放燃煤电厂主要大气污染物排放特征与减排效益分析

以中国东部沿海位于《重点区域大气污染防治“十二五”规划》重点控制区的某采用“低氮燃烧+SCR+低低温静电除尘+湿法脱硫+湿式静电除尘”超低排放改造的燃煤电厂为研究对象,初步探索基于国家现有监测方法与标准的超低排放电厂主要烟气污染物的排放特征与环境效益。监测结果表明：在燃用硫分不高于0.75%、灰分不高于16.2%、低位发热量不低于21.87 MJ/kg燃煤情况下,按照小时均值的评判方法,在75%和100%负荷工况,受检燃煤电厂总排口NOx、SO2、烟尘和Hg及其化合物最大排放浓度分别为35.44 mg/m3、17.11 mg/m3、9.30 mg/m3和2.19μg/m3,满足超低排放相关要求。SO3、PM2.5和液滴排放浓度分别控制在3.5 mg/m3、0.3 mg/m3和27.6 mg/m3以下,湿式静电除尘对PM2.5的脱除效率大于70%。超低排放有利于燃煤电厂污染物减排,但改造后污染物单位治理成本显著增大。另外,现有烟气污染物监测方法无法很好地满足低浓度条件下监测要求,建议相关部门尽快出台针对燃煤超低排放的污染物监测技术规范。     

安徽电力节能减排综合研究与应用

提出并构建了安徽电力节能减排全过程、全时序框架。利用火电机组节能减排监测技术支持系统获得的供电煤耗、烟气排放(二氧化硫)、热电监测、资源综合利用信息,实现年度节能发电计划编制、发电权交易平台指标交易、节能优化调度(日计划生成)以及节能优化调度实时控制,从而实现电力节能减排的全过程控制。实际应用表明安徽电力节能减排工作产生了良好的经济效益和社会效益。