用于燃煤电厂的低温省煤器前烟道流动及磨损特性

以低温省煤器及其管道为研究对象,采用数值模拟方法,对低温省煤器及其管道流动及磨损特性进行分析,采用添加导流板的方式对流场进行优化以降低磨损量。低温省煤器前方圆节的布置导致流场紊乱,低温省煤器入口截面速度分布均匀性较差,管束磨损区域与高速区相对应,冲蚀磨损主要集中在中心区域,第一排管束迎风区磨损量最大,后排管束磨损量依次降低;对方圆节内置导流板进行优化后,低温省煤器前流场速度标准偏差由34.9降低至15.2,均匀性提高,管束的最大冲蚀磨损量降低两个数量级,磨损程度大幅度降低,保障了低温省煤器的安全经济运行,为低温省煤器及其管道的优化设计及运行提供了理论参考与数据支持。     

电除尘区低温省煤器烟道导流优化的数值模拟

为实现电除尘区低温省煤器的节能改造,利用FLUENT 6.3对电除尘区低温省煤器烟道的流场均化和导流优化设计进行了数值模拟研究.研究结果表明:电除尘区加装低温省煤器后烟道流场严重不均,存在回流和漩涡,局部速度高达26 m/s,最大速度偏差系数达90%,电除尘入口速度分布不均;导流板可有效改善烟道流场,削减回流与漩涡,换热管屏处速度偏差减小30%;电除尘入口烟气向下的平均速度分量由3 m/s削减至0.6 m/s,入口烟气分布趋向均匀;通过变工况数值分析,不同运行工况下的导流板作用变化不大,均具有良好的均流效果.此结果可为工程技术改造提供参考.     

虾米腰弯管内置导流板优化

为研究虾米腰弯管内流场分布,改善管内流场均匀性,采用Realizable k-ε模型对加装导流板前后的弯管内湍流二次流动进行三维数值模拟研究。结果表明：虾米腰弯管内未布置导流板时,在流体转弯后水平直管段出现较大范围的低速区,同时出现回流现象,气流分布极不均匀且阻力损失较大。布置导流板后,能有效改善弯管内流体的流动特性并降低系统能量损失。分析不同数量、不同结构、不同布置方式的导流板对弯管内流场均匀性、进出口压降的影响,提出虾米腰弯管内导流板最优布置方式为：导流板的数量为3块、中心角为60°、导流板均靠后布置。     

虾米腰弯管内置导流板优化

为研究虾米腰弯管内流场分布,改善管内流场均匀性,采用Realizable k-ε模型对加装导流板前后的弯管内湍流二次流动进行三维数值模拟研究。结果表明：虾米腰弯管内未布置导流板时,在流体转弯后水平直管段出现较大范围的低速区,同时出现回流现象,气流分布极不均匀且阻力损失较大。布置导流板后,能有效改善弯管内流体的流动特性并降低系统能量损失。分析不同数量、不同结构、不同布置方式的导流板对弯管内流场均匀性、进出口压降的影响,提出虾米腰弯管内导流板最优布置方式为：导流板的数量为3块、中心角为60°、导流板均靠后布置。     

除尘器区低温省煤器烟道数值模拟

为实现除尘器区低温省煤器的节能改造,基于FLUENT6.3软件,对除尘器区低温省煤器烟道的流场进行数值模拟研究。研究结果表明:除尘器前烟道内流场严重不均,转弯处有明显的高速区与漩涡区,局部速度高达32 m/s;加装低温省煤器后,两低温省煤器内流场不均,最大速度偏差系数达79.3%,严重影响低温省煤器的换热效果,同时会磨损、冲刷低温省煤器管路,危及低温省煤器的安全;除尘器入口处出现大面积的低速区域,导致进入除尘器后流场紊乱、除尘器电耗高、除尘效率低等现象,除尘器前烟道内整流消涡可以根治除尘器工作效率的问题。     

通风柜下侧挡板和导流板对流场的影响分析

针对现有通风柜流场存在涡流以及气体逸出的现象, 采用计算流体动力学的方法进行仿真。更改通风柜窗口下侧结构的形状参数, 分别使用不同半径的圆弧挡板, 不同长度的椭圆弧挡板, 以及增设不同半径的导流板。通过分析通风柜内涡流大小以及出现位置来研究结构变化对通风柜内流场的影响, 从而得到结构优化的方向。结果表明, 下侧挡板高度较低且长度较短时, 通风柜的中心位置以及壁面附近存在明显的大涡流; 高度大于50 mm, 长度大于90 mm的挡板可使通风柜中心处及挡板与侧壁面交界处的涡流明显减小。增设导流板可使中心涡流消失, 同时导流板半径不能大于70 mm, 否则会在导流板外侧和末端激发明显的涡流, 为通风柜的合理化设计提供依据。     

九江电厂2#炉空气预热器改造后进口烟道流场测试分析

通过对空气预热器进口烟道流场的测试,判断其烟气导流板的安装在运行工况下是否符合烟气流场分布均匀的要求。其烟道流场测试的方法有很强的通用性和实用性。     

管束式换热器导流结构数值模拟研究与优化设计

采用计算流体力学方法,建立进口带导流结构的叉排管束式换热器的CFD模型,分别模拟了换热器入口流速为15、30、46 m/s时,导流结构及叉排管束间的流场分布。以前4排管束间截面的速度标准差为流场均匀性判断依据,研究换热器入口变径长度以及内导流结构进出口尺寸对换热器内部流场均匀性的影响.结果表明:在模拟范围内,随着换热器入口流速减小,热器入口变径长度系数λ最优值减小,导流入口结构比值H_1/W_i最优值增加,导流出口结构比值H_2/H_0最优值减小。     

导流板布置方式对空冷单元流场影响的数值模拟

空冷单元内部流场不均匀,A字架散热管束底角区域冷却不充分,导致凝汽器换热效率差.通过改变空冷单元内部导流板的布置方式,可改善其内部冷却空气的流场,提高空冷凝汽器的传热性能.采用RNG κ-ε湍流模型,对不同布置方式的导流板空冷单元进行数值模拟,分析对比了导流板倾角在20°~50°和导流板数量在2块-10块范围内散热管束表面的温度场.结果表明:加装导流板的空冷单元内部流场均匀性显著提高;当风机出口安装倾角为30°的导流板时,散热管束表面局部高温区域消失;当风机出口安装8块导流板时,散热管束表面平均温度最低,凝汽器换热效果最佳.     

变截面倾斜烟道导流板对AIG入口流场的影响

结合某实际电厂选择性催化还原（SCR）系统,对该系统喷氨格栅（AIG）上游变截面烟道处导流板的布置进行研究,以优化AIG入口的速度流场分布.基于fluent软件,对带有变截面烟道的AIG上游的速度流场进行数值模拟,研究变截面处导流板等角度布置方案和变角度布置方案对AIG入口流场的影响,并分析流场分布变化的原因.结果表明,在等角度布置的条件下,导流板的引流作用使Z向两壁面处的速度分布随角度变化呈现相反的趋势,并在布置角度为64°时标准偏差系数Cv值最低达到15.4%,但靠近两壁面处的速度分布仍不均匀.针对这种情况对导流板进行了变角度优化布置,结果发现,优化方案可以提高两壁面处速度分布以及AIG上游整体速度分布的均匀性Cv值从15.4%降至12.4%.     

膜式省煤器磨损机理的探讨

通过某电厂光管式改造成膜式省煤器的运行实践和流场实验结果，建立了膜片间烟气的速度场和飞灰场分布曲线及函数关系式，阐述了膜式省煤器管外烟气流场的特点，分析，论证了采用传统方法计算膜式省煤器磨损量使用寿命的缺陷；提出了较切合实际的建议，对今后膜式省煤器的设计及应用，具有参考价值。     

不同入口流速下生物质锅炉尾部烟气凝结的数值研究

生物质燃料燃烧后所产生的烟气中含有大量的水蒸气, 在锅炉尾部添加冷凝换热器回收冷凝热可以有效提高系统热效率。选用的生物质燃料烟气中水蒸气的体积分数为27.9%, 基于Mixture模型并选用Lee模型作为冷凝传质模型对尾部烟气凝结的传热传质特性进行了数值模拟研究。假设流动为稳态, 湍流模型采用标准k－ε模型, 求解选用Simple算法, 研究了烟气侧不同入口流速下(1~4 m/s)温度场、流场及液态水体积分数的变化规律, 对翅片管换热器的表面传热系数及换热量进行了对比分析。计算结果表明, 随着入口流速的增加, 烟气出口温度逐渐升高, 壁面凝结速率不断增大, 而冷凝水量逐渐减少, 同时翅片管换热器的表面传热系数及换热量逐渐增加。     

偏心方圆节扩散管数值模拟

采用ANSYS Fluent对底部相切的偏心方圆节扩散管进行数值模拟。试验数据验证数值模型的准确性。比较同心方圆节与偏心方圆节流场的差异,探究扩散管长度对流场的影响,通过添加导向板对高扩散角的偏心方圆节进行优化。模拟结果表明,偏心方圆节扩散管长度与烟道总压降和流场均匀性呈非线性关系,增大扩散管长可降低局部损失。高扩散角的偏心方圆节添加导向板可降低管道局部损失,提高流场均匀性。     

偏心方圆节扩散管数值模拟

采用ANSYS Fluent对底部相切的偏心方圆节扩散管进行数值模拟。试验数据验证数值模型的准确性。比较同心方圆节与偏心方圆节流场的差异,探究扩散管长度对流场的影响,通过添加导向板对高扩散角的偏心方圆节进行优化。模拟结果表明,偏心方圆节扩散管长度与烟道总压降和流场均匀性呈非线性关系,增大扩散管长可降低局部损失。高扩散角的偏心方圆节添加导向板可降低管道局部损失,提高流场均匀性。     

低屋面横向通风牛舍倾斜挡风板流场数值模拟

针对低屋面横向通风牛舍在实际运行时会出现牛舍内气流不均匀的问题,提出了一种改变牛舍上部挡风板倾斜角度的方法来改善牛舍内空气的均匀度.利用fluent软件建立挡风板与垂直方向成不同夹角的牛舍三维模型,设置风机和湿帘为边界条件.利用计算流体动力学方法对牛舍内的空气流场进行三维数值模拟,并获得了挡风板的最佳安装角度.结果表明,当挡风板与垂直方向夹角为60℃时,牛舍中气流分布最为均匀,奶牛生存高度的气流速度也最合适.     

Analog-experiment analysis of ash-deposition monitoring model of boiler economizers in power plants

Ash deposition is a form of particulate fouling, and appears usually in boiler economizers. The ash deposition increases capital expenditure, energy input and maintenance costs. An analog experiment for monitoring ash deposition was performed from the analogous objective of a 410 t/h boiler economizer to verify the rationality and reliability of the ash-deposition-monitoring model presented in order to increase the security and economy in economizer running. The analog experiment platform is a tube-shell exchanger that conforms well to the conditions of a self-modeling area. The analog flue gas in the shell side is the heated air mixed with ash, and in the tube side the fluid is water heated by the flue gas. The fluid state in the water side and the flue gas side follows the second self-modeling area. A 4-factor-3 level orthogonal table was used to schedule 9 operation conditions of orthogonal experiment, with the 4 factors being heat power, flue gas velocity, ashes grain diameter and adding ashes quantity while the three levels are different values due to different position classes in every factor. The ash deposition thermal resistances is calculated by the model with the measure parameters of temperature and pressure drop. It shows that the values of the ash deposition thermal resistances gradually increase up to a stable state. And the experimental results are reliable by F testing method at α = 0. 001. Therefore, the model can be applied in online monitoring of ash deposition in a boiler economizers in power plants and provides scientific decision on ash deposition prediction and sootblowing.