优化石膏旋流器运行分析

石灰石一石膏湿法脱硫工艺广泛应用于火电厂,在石膏生产过程中往往由于旋流器工况不佳造成含水量超标。本文从旋流器入口压力、浆液密度、颗粒分布等方面进行了分析,为石膏旋流器的优化运行提供了依据。     

旋风分离器内流场特征的数值模拟

为了优化旋风分离器结构和操作条件,采用数值方法分析了旋风分离器进口速度变化对其内流场特征的影响。计算模型为直段直径300 mm的旋风分离器,常温常压下进口空气速度范围为15~30 m/s,模拟结果与文献数据吻合良好。分析可知分离器压降主要由排气管口、排气管内和排尘管口等部位的高湍动能损失组成。一定轴向距离上,不同进口速度时的切向速度分布和轴向速度分布分别具有相似性特征。切向速度最大值和最小值的径向位置在r≈0.6R1和r≈0处。轴向速度两种分布形态的过渡发生在轴向距离Z≈-500 mm处。进入分离器气体的运动轨迹和停留时间与气体在进气管的进入位置和气体速度相关。基于上述研究结果,可对旋风分离器进行定性或定量的优化设计,并为分析旋风分离器多相流的流场特征和分离特征奠定了基础。     

汽轮发电机转子径向空气流量分布数值计算

为减少大型空冷汽轮发电机转子轴向的温差及其热应力，有必要对沿转子轴向的各径向风道内空气质量流量分布进行研究。该文以150MW空冷汽轮发电机转子为例，应用有限体积法，在实验研究基础上，求解转子半轴向段通风道内空气的紊流流动等三维方程组，在变结构条件下，研究了转子紊流模型、副槽入口风速等物理量变化对轴向各径向风沟空气质量流量分布的影响。研究结果表明，在不同的副槽入口风速下，沿轴向转子各径向风沟内的空气流量偏差随转子风道结构参数变化。结论对更大容量空冷汽轮发电机转子通风均匀性设计具有指导意义。     

切向速度对空冷风机模拟的影响研究

通过对空冷系统轴流风机合理引入切向速度,可以使风机出口处及空冷单元内部流场更符合实际情况。针对典型600MW机组空冷风机的等比缩小风机,拟合出一条距风机轴中心距离的切向速度函数,建立了9台风机运行的空气流动过程的物理数学模型。通过CFD模拟,获得了加入切向速度前后,空冷单元内部及整体风机群流场的异同点。结果表明:引入切向速度后,流场发生较大变化,该条件在CFD模拟研究中不应被忽略,为使用CFD模拟研究空冷岛性能提供了一定参考。     

影响脱硫石膏旋流器性能的关键指标

石膏旋流器在湿法脱硫的脱水环节起着重要的作用,其性能还会影响到真空皮带脱水机的正常工作。在对石膏旋流器进行研究时,既要注重能耗、分离效率、分离粒度等指标,也不能忽略底流固体质量分数、分级精度上的要求。分析了影响石膏旋流器主要指标的因素,强调了固体质量分数和分级精度的重要性。根据实验数据,给出了较为合理的溢流、底流口径比及入口压力的取值范围,可为石膏旋流器的进一步优化提供参考。     

贫燃预混旋流燃烧器回熄火边界数值模拟

为了预测回熄火边界，采用部分预混燃烧模型对天然气旋流预混燃烧器开展计算流体力学模拟。燃烧室直径60 mm、长160 mm，模拟工况包括空气和体积分数为25%的O2+体积分数为75%的N2 2种氧化剂，旋流器出口轴向速度为0.6~1.5 m/s范围的回火边界，以及1.5~4.5 m/s范围内的吹熄边界。通过回火和吹熄实验数据对模型进行验证，并分析结构参数对回熄火边界的影响。对比了Realizable k-ε模型和雷诺应力湍流模型，结果表明雷诺应力模型对回熄火边界的模拟结果更好。分析了回火和吹熄前后旋流器出口截面Da的变化情况，结果表明不同气流速度条件下回火临界点的1/Da以及吹熄临界点的Da和混合分数具有一定的关系。保持几何旋流数不变，对比分析了3种旋流器进口结构回熄火发生前后的流场变化及回熄火边界的变化，结果表明结构参数对回火和吹熄区间的影响作用相反，存在最优的进口长度和宽度组合使得由回火到吹熄的稳定燃烧区间最大。     

燃煤电厂烟气脱硫系统运行优化与经济性分析

以山东省完成超低排放改造的某燃煤电厂为研究对象,开展了烟气脱硫系统运行诊断和研究,通过现场实际测量和DCS数据分析等手段研究脱硫系统运行和经济性指标。研究结果表明:单台浆液循环泵的电耗与其对脱硫效率的影响并不线性相关,在相似工况和脱硫效率前提下,不同浆液循环泵组合的脱硫系统电耗最高相差约16%;随着塔内浆液p H值的提升,脱硫系统钙硫比和石灰石耗量增加,通过塔内浆液pH值运行优化调整,石灰石消耗量可降低7%,脱硫效率得到改善,且运行成本变化较小;石膏旋流器底流密度和石膏含水率随石膏旋流器入口压力增加而变大,而与旋流子投运个数无明显关系。该结论可为脱硫系统高效稳定运行提供数据支撑。     

触头打开过程中低压空气电弧等离子体的动态分析

本文针对触头打开过程中低压空气电弧等离子体动态特性的研究,以磁流体动力学为基础,采用动态网格技术,建立了空气电弧等离子体的模型.计算获得了触头打开过程中电弧弧柱温度和流场的分布,同时给出了该过程中不同触头速度下弧柱电压降的变化过程,并与试验测试进行了对比分析.分析表明,气流场随触头间距增大而增强,电弧弧柱在气流场的作用下不断地膨胀;随着触头的打开,电弧电压随时间的上升变化并非完全呈线性.     

火电厂湿法脱硫石膏含水率高原因分析及处理

某火电厂2×300MW燃煤机组湿法烟气脱硫系统出现石膏含水率高的问题,结合脱硫系统运行状况以及试验室化验分析结果,对石膏含水率高原因进行了分析,分析结果表明,脱硫系统入口烟尘质量浓度、氧化风量、脱硫废水处理情况和石膏旋流器运行情况是影响石膏浆液脱水效果的主要因素,并提出相应的处理措施,以保证脱硫系统的安全稳定运行。     

排气口与排尘口直径对旋风分离器性能影响的对比分析

针对排气口与排尘口直径对旋风分离器流场及分离性能的影响,通过数值模拟,分析缩小排气口与增大排尘口直径下不同旋风分离器的切向速度、轴向速度、压降、分离效率的变化情况。研究结果表明：缩小排气口直径,旋风分离器内部切向速度和轴向速度整体增大,内部涡流直径缩减,显著提升旋风分离器的分离能力,且对于颗粒粒径越小的颗粒分离效率提升越显著,但旋风分离器内部压降损失也会随着排气口直径的缩小而急剧增加。增大排尘口直径,当出口直径增大为0.5D时,整体切向速度会略微减小,外旋流部分轴向速度增大,旋风分离器的总分离效率会得到提升,内部压降损失会降低。继续增大排尘口直径到0.625D,对旋风分离器内部流场及分离性能影响不大。     

方形分离器的试验研究与分析

在自制的多功能多相流试验台上对下排气下出料式方形分离器进行了试验研究,结果表明该分离器在正常运行条件下具有较高的分离性能。在对其内部三维流场的分布情况进行了详细分析,以及与圆形分离器对比的基础上得出方形分离器内部造成颗粒与气流分离的机理与圆形分离器基本上一致,均为离心力的作用产生分离效果,但方形分离器在拐角处的分离效果更强,而且方形分离器内部切向速度不再分为涡核区和势流旋转区,径向与轴向速度的规律则仍与下排气圆形分离器大体相同。其分离效果受风速和入口颗粒浓度的影响均存在着一临界值,低于该临界值分离效果随风速和浓度的增加而急剧上升,大于此临界值后则有缓慢下降趋势。     

基于CFX的双调风旋流燃烧器数值模拟

基于CFX软件平台对DRB-4Z型双调风旋流燃烧器的出口流场进行了数值模拟。结果显示:随着内二次风叶片角度的增大,回流区变长,回流直径变小,射流扩展角增大,最大轴向速度和最大切向速度的衰减变慢。随着过渡风速的增大,回流区变小,并且逐渐远离燃烧器喷口。当过渡风速较小时,回流区伸入燃烧器喷口;当过渡风速过大时,回流区大大减小,火炬刚性减弱。     

旋转射流喷嘴内旋流特性的PIV实验分析

利用二维粒子图像测速技术(PIV)对旋转水射流喷嘴内部流场进行了测量,将喷嘴入流条件分为入流流量比(切向流量与轴向流量之比)以及入流总流量两个因素,分析了两者对喷嘴出口旋流结构、切向速度分布以及喷嘴出口旋流数的影响.实验结果表明,入流流量比对喷嘴出口的切向速度大小及其径向分布都有影响,而入流总流量只影响其大小;入流流量比和入流总流量的增加均可使喷嘴出口的旋转流动增强,但只有入流流量比的增加可使喷嘴出口旋流数增加,而旋流数是喷嘴加旋效果的检验标准.     

水煤浆旋流燃烧器空气动力场的数值研究

水煤浆是一种以煤代油的新型洁净环保燃料。对水煤浆旋流燃烧器的空气动力场进行了数值模拟,分别研究了一次风扩口角度、二次风扩口角度和二次风旋流强度等燃烧器结构参数对流场的影响,研究结果表明,一次风扩口角度的增加使回流区由大变小;二次风扩口角度和旋流强度的增加均使回流区增大;此类燃烧器轴向速度以"M"形分布,切向速度以"N"形分布,出口处形成一中心回流区;得到了一合理的燃烧器结构型式,该燃烧器既能保证稳定燃烧,又能有效防止结焦或结渣。研究结果为水煤浆燃烧器的设计、制造和运行提供了借鉴。     

反切风对三维空间四角射流等温流场影响的数值研究

在锅炉炉膛中加入反切三次风可改变炉膛出口过热器前端的冲刷程度以及流场结构。针对这个问题,作者用ＳＩＭＰＬＥＳＴ算法对三维空间四角射流的等温流场中加入反切风后的影响进行了数值研究。在改变流速、流量和反切风给风高度等参数的情况下,得到不同参数下的等压线、等速线以及矢量场图和数据库,对结果进行了分析、比较,得出合理的配置反切风,可以较好地平衡炉膛出口的气流,随反切风给风高度的增加,需要的反切风速减小;加入反切风后,反切风下游形成中心正旋、四角反旋的流动结构。图１７表１参９     

75 t/h四角切圆锅炉冷态空气动力场的试验研究

为了了解某电厂 75 t/h 锅炉大修后炉内空气动力场的流动特性,对 4 个角的上、下二次风挡板特性进行了测量, 在不同风门开度下对一、二次风风速进行了调平。在炉内空气动力场测量的基础上,得到了炉膛的实际切圆直径和贴壁风速的分布。试验结果表明:在各层喷口风速达到调平状态时,可以基本保证锅炉四角配风的均匀性,获得了较理想的炉内空气动力场。     

旋流燃烧器中二次直流风速对NO_x生成的影响

对新型低NOx旋流燃烧器,采用FLUENT冷态模拟和冷态试验相结合的方法得出了其冷态空气动力场。通过对新型低NOx旋流燃烧器的轴向速度、气流射程、回流区、射流边界等的分析,得出二次直流风速v=20 m/s时轴向速度衰减平缓且射程最长,回流区面积最大,回流长度狭长,扩展角比较小,不容易产生火焰贴壁和结渣。同时,给出了新型低NOx旋流燃烧器的轴向速度衰减和射流边界的经验公式。     

分级进风燃烧室内湍流燃烧的实验研究

为有效地利用分级燃烧技术，达到高效燃烧和低NOx排放的目的，文中建立了分级进风燃烧室热态实验装置系统。利用三维激光粒子动态分析仪(PDA)，选取空心微珠(粉煤灰)作为示踪粒子，对燃烧室内湍流燃烧的气体瞬时速度场进行了实验测量。同时还测量了该燃烧室内气体平均温度和组分浓度分布。在同一工况条件下，获得了分级进风燃烧室内湍流燃烧的一组完整的实验测量数据。包括气体轴向与切向速度场、温度场、O2、CO2、CO与NO浓度场及轴向与切向脉动速度均方根值和轴向-切向脉动速度关联量分布。     

1GW单炉膛单切圆塔式锅炉炉内流场特性研究

采用计算流体力学软件FLUENT,选用Reynolds应力湍流模型和欧拉多相流模型,对国产首台1GW单切圆单炉膛塔式锅炉炉内的煤粉空气两相流动过程进行了数值模拟,得出了炉内各截面的速度场、假想切圆直径、浓度场、压力场及湍流动能k、湍流耗散率ε和湍流集中度Ι的分布.结果表明,颗粒呈螺旋上升趋势和螺旋沉降趋势,形成“W/M...