电旋风除尘技术研究的发展与探索

综述了电除尘技术尤其是电旋风除尘技术的研究进展，分析了目前具有代表性的电旋风除尘器的除尘机理、电极布置型式、旋流方式、结构优化及供电电源类型，提出了加强和完善电旋风除尘技术的几点建议。     

大型电袋复合除尘器除尘效率的实验研究与优化

在自主研制的电袋复合除尘器实验台上研究了工作电压、气流温度和入口粉尘质量浓度对除尘性能的影响,探讨了除尘效率和被捕集粉尘粒径范围等的变化规律.结果表明:工作电压增大时,总除尘效率提高;气流温度超过130℃时,总除尘效率明显降低;入口粉尘质量浓度增大到14.7 g/m3以上时,静电除尘区除尘效率大幅下降;静电除尘区主要除去10 μm以上粒径粉尘,而布袋除尘区除尘范围偏向10 μm以下的细小颗粒;在实际运行过程中,适当提高工作电压以及降低烟气温度和入口粉尘质量浓度,将有助于提高除尘效率和PM2.5的捕集率.     

用于炉内除尘的轴向直流式旋风除尘器的实验研究

提出锅炉炉内设置除尘器以减轻工业锅炉原始粉尘排放浓度的方法.对适用于炉内除尘的轴向直流式旋风除尘器,影响其除尘效率及阻力系数的几个主要因素进行了实验研究.研究分析了除尘器进口导流叶片角度、出口直径、稳流体长度等对除尘效率和阻力的影响以及除下灰的粒径分布和分级效率.得出合适的出口直径为分离段直径的0.7倍左右;进口角度过小会导致阻力过大,选取60 °为宜;稳流体长度设定应考虑除尘效率与阻力系数两方面的权衡.最终建立了适合炉内使用的轴向直流式旋风除尘器结构形式.为工业锅炉本身的性能改进提供了研究分析和实验依据.     

袋式除尘器的除尘机理和影响因素

与电除尘器相比,袋式除尘器的除尘率在99.96%以上,运行稳定,可以对较小的重金属和粉尘进行捕捉,具有不错的环保和节能效果。叙述了袋式除尘器的工作原理和袋式除尘器清灰的机理,分析了对袋式除尘器造成影响的主要因素。     

四入口结构旋风除尘器性能的数值模拟研究

旋风除尘器因其结构简单、成本低廉等优势广泛应用于固体颗粒除尘过程中。本文基于常见的单入口旋风除尘器模型,分别建立了一种常规四入口结构和一种新型四入口结构的旋风除尘器三维物理模型。基于CFD数值模拟,结合湍流模型和DPM模型,考虑入口速度、颗粒粒径、颗粒密度因素,对比了三种不同结构的旋风除尘器的除尘性能。结果表明,新型四入口结构的旋风除尘器均比单入口结构和常规四入口模型有更高的除尘效率,尤其是针对细小粒径的固体颗粒（2～7μm）。     

电极形式和布置方式对静电旋风除尘器性能的影响

静电旋风除尘器是在旋风除尘器内加入电极以引入高压静电场,实现离心除尘机理和静电除尘机理相结合的多机理除尘设备。静电除尘机理如何与离心除尘机理有机地结合从而发挥各自的优势,是静电旋风除尘器值得研究的主要问题,也是国内外学者研究的重点之一。静电旋风除尘器内的电极布置和单纯的管式静电除尘器和板式静电除尘器的电极布置差别很大。电极的形式和布置方式不仅关系到静电旋风除尘器能否很好地发挥电场力和离心力的综合作用,而且对电极的安装、电源的要求也是非常重要的。通过大量的实验,研究了静电旋风除尘器的电极形式和布置方式对除尘器性能的影响。     

提高旋风除尘效率的有效措施

锅炉烟尘排放,是大气污染的主要污染源。减少烟尘排放,目前所采取的除尘方法是静电除尘、水膜除尘、旋风除尘三种。     

静电除尘器取代旋风除尘器的效益分析

合肥发电厂２＃燃煤锅炉Ｃ－φ９００旋风除尘器更新为Ｓ＿（２Ｆ）－１３０静电除尘器后，该厂装机容量由２００ＭＷ扩大到了３２５ＭＷ：而２＃炉年烟尘排放量则由１０２４０ｔ下降到２０４８ｔ．年多发电１４４×１０￣４ｋＷｈ、节电５０×１０￣４ｋＷｈ；取得了较好的环境效益和经济效益。     

电晕极形式对静电旋风除尘器性能影响的实验研究

随着工业生产的迅速发展和生活水平的提高,工业设备的污染物排放（特别是大气污染物排放）日益成为国内外关注的焦点。为了提高旋风除尘器的性能,可利用高压静电技术将旋风除尘器改造成静电旋风除尘器。通过建立实验系统,对静电旋风除尘器中三种不同的电晕极布置方式进行了实验研究,并分析比较了其伏安特性以及电晕极布置方式对除尘器的除尘效率、分级除尘效率和压力损失的影响。实验结果表明,所研究电晕极中的一种不但可显著提高除尘效率,还使除尘器压力损失约降低30％,是一种新型的高效减阻电晕极,具有很大的应用和发展前景。     

旋风分离器中气相流动特性及颗粒分离效率的数值研究

采用Fluent软件对一切向进口旋风分离器内的气相流场和颗粒分离效率进行了三维数值研究。用RNG(重整化群)k-ε模型模拟气相紊流特性。研究表明，分离器内气流的切向速度分布呈复合双层结构；轴向速度方向在内外层分布不同，外层向下，内层向上，但部分断面轴心处的轴向速度出现了下降流动特征。流场的计算结果与实验结果进行了对比，表明RNGk-ε模型能较好地模拟分离器内的强旋流场。采用拉格朗日模型对固相颗粒的轨迹进行了模拟，研究了颗粒的进口位置、进口速度以及分离器排气管直径对分离效率的影响，表明颗粒进口位置和进口速度对颗粒的分离效率有较大影响；排气管直径越小，颗粒相分离效率越大，但当排气管直径减小到一定幅度时，效率提高的幅度减小。图10参9     

温度对旋风分离器分离性能影响的数值研究

对不同温度条件下旋风分离器的压力损失和分离效率进行了数值研究.在数值预测时,气相场采用雷诺应力输运模型,应用随机轨道模型来模拟湍流流场中颗粒的运动轨迹.给出了不同温度条件下旋风分离器的压力损失和分离效率,并与实验数据以及经验模型的数据进行了比较.结果表明：压力损失和分离效率都随着温度的升高而降低,相对于经验模型而言,数值计算和实验数据吻合得更好.图10表1参12     

不同排尘结构旋风分离器的分离特性

在欧拉-拉格朗日坐标系中对常规旋风分离器和两个不同直管长度旋风分离器内气固流动特性进行了数值模拟．模拟时气相场采用雷诺应力输运模型,应用随机轨道模型模拟湍流流场中颗粒的运动轨迹,并考虑气固两相之间的双向耦合．给出了不同排尘结构旋风分离器的速度、湍动能分布．对不同排尘结构旋风分离器的分离性能进行了实验研究．结果表明,底部加延长的直管可以使灰斗中气流的速度和湍动能得到较大衰减,能有效防止已分离颗粒的二次扬尘．直管内仍具有一定的分离能力,分级效率实验表明,加直管后旋风分离器分级效率有一定的提高．对于给定的旋风分离器,直管长度应有一最优值．     

基于神经网络的电除尘器效率在线确定方法

影响电除尘器效率的因素很多,导致电除尘器的效率难以在线确定,基于该问题提出了一种用神经网络构建电除尘器效率模型的新方法．在此神经网络模型中只需要输入锅炉蒸发量、处理烟气量、灰分、粉尘粒径和粉尘比电阻等运行参数,即可实现电除尘器效率的在线测定。仿真表明,该神经网络模型具有良好的逼近实际系统的效果,为电除尘器系统的进一步建模和优化控制提供了参考。     

高频脉冲电源除尘器的节能效果与除尘效率分析

叙述了高频电源的原理、特点以及上海能源大屯发电厂1号、2号机组高频脉冲电源除尘器的节能效果和除尘效率,指出,高频脉冲电源除尘器比工频供电的电除尘器节能效果显著,除尘效率也大幅提高.     

煤粉炉燃烧效率工程预测模型

整理了前人有关煤焦燃烧反应的动力学数据，在此基础上，建立了适合于工程计算的煤粉炉燃烧效率预测模型。该模型能够定量分析煤种、煤粉细度、运行氧量、炉膛温度、燃尽高度等多种参数对燃烧效率的影响。采用该模型对实际运行锅炉的计算表明，它能够较为准确地预测飞灰未燃尽碳含量，可以用于煤粉锅炉燃烧效率预报分析，为选择合适的设计和运行参数提供指导。图6表3参3。     

高效超临界汽轮机的研究与开发

概述了目前世界上高效超临界汽轮机的发展状况，主蒸汽、再热蒸汽参数对高效超临界汽轮机经济性的影响，并着重探讨了我国发展高效超临界汽轮机应选取的参数、发展步骤及汽轮机应重点开展的研究课题。表2参7     

方形分离器入口高宽比及直段高度对分离性能的影响

为了研究结构参数对方形分离器性能的影响,设计了15个不同入口高宽比(a/b)和直段高度(h)的入口带加速段的方形分离器,每一个分离器都具有相同的直段边长(D),入口高宽比的变化范围为3.8～10.6,直段高度的变化范围为1.8D～2.8D.在大型冷态试验台上相同的运行工况下,测试了它们的分离器效率及阻力.结果表明:随着入口高宽比的增大,分离效率先增大后减小,在a/b=8时分离效率最高;随着直段高度的增大,分离效率先减小后增大,在h=2.3D时效率最低.分离器阻力随着入口高宽比增大而增大,随着直段高度的减小而减小.二者优化值为a/b=8和h=1.8D,对应的分离器阻力为1.22 kPa.     

干熄焦挡板除尘器除尘性能的数值模拟

借助CFD商业软件CFX模拟挡板除尘器流场状况，主要分析了前挡板长度和除尘器入口速度两因素对除尘性能的影响。并以一钢铁公司干熄焦挡板除尘器标定数据为参照，验证了数值模拟结果的可靠性，为进一步优化设计挡板除尘器及干熄焦工艺提供有力参考。