燃煤电厂锅炉SCR烟气脱硝装置数值模拟研究

正选择性催化还原脱硝技术以脱硝效率高、氨逃逸率低和技术可靠等优点已经是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术。在开发SCR技术过程中,应用计算机仿真技术进行优化设计和性能仿真分析,将会大大减少花费,节省人力。SCR脱硝装置中烟气流场、温度场分布及还原剂(NH3)     

600 MW机组直接空冷排汽管道系统内流场的数值模拟

利用计算流体力学(CFD)软件对大同第二发电厂600MW发电机组直接空冷排汽管道内的水蒸气流场进行了数值模拟,并对模拟结果进行了简要分析,可为直接空冷排汽管道系统的优化设计提供帮助。     

三维平面混合层流场的直接数值模拟

用拟谱方法对三维湍流混合层的流场进行了直接数值模拟，描绘了流场展向涡和流向涡的演变过程以及混合层的三维发展情况，对展向涡和流向涡的结构在演变过程的拟序特征进行了分析。为了验证混合层湍流直接数值模拟(DNS)的正确性和可靠性，将流场的模拟结果与前人的实验进行了对比，定量对比了流向涡湍流脉动速度和混合层涡量厚度等流动量。数值计算与前人实验的结果吻合良好，验证了直接数值模拟计算方法的正确性和可靠性。     

直接空冷排汽管道系统内湿蒸汽的数值模拟

建立了某台135MW发电机组直接空冷排汽管道内湿蒸汽两相流动和传热的数学模型。利用计算流体动力学(CFD)软件,对典型工况下汽轮机的排汽状况进行了数值模拟,所得结果可为空冷排汽管道系统的优化设计提供帮助。     

气固两相圆柱绕流转捩两种模式的三维直接数值模拟

该文对随空间发展模式的三维气固两相圆柱绕流中颗粒与流体的单相耦合作用进行了直接数值模拟。气相流场采用高精度紧致差分方法的数值方法对N-S方程组进行直接求解,计算颗粒场时,选取Stokes数等于0．01、1、10的颗粒,采用Lagarangian方法跟踪其运动。颗粒与壁面采用了弹性碰撞的方法来模拟。重点考察了颗粒相受两种模式下拟序结构的作用,分析了不同Stokes数的颗粒扩散受其相应流场特性的影响。数值结果表明,颗粒扩散受两种模式的影响很大。在相同的Stokes数下,B模式下的颗粒场纵向和横向扩散要高于受A模式影响的颗粒场；而在相同雷诺数下,Stokes数越大,横向扩散越小,纵向扩散越大。     

锅炉换热器管壁声共振的模态分析

利用Helmholtz积分方程，研究了锅炉换热器一维管阵列壁面的声共振问题，给出了管壁振动与声波频率、管间距和管壁内、外流体载荷等参数之间关系的数学模型，数值计算了换热器管阵列在声波作用下激发管壁振动的模态共振频率分布特征及其速度振幅分布图案。结果表明多管之间多极子声散射的相互作用将对管壁运动的幅值产生影响，但对共振频率影响较小。管壁共振频率主要受到管外介质耦合质量的影响，因此置于水中的换热器(核电机组)管壁共振频率低于空气中换热器管壁(火电机组)的共振频率。     

三维混合层的直接数值模拟和实验验证

为了验证直接数值模拟三维中低流动雷诺数湍流的正确性和可靠性,该文采用拟谱方法对三维平面混合层流场进行了直接数值模拟,并将数值模拟得到的结果与Lasheras等的平面混合层经典实验结果进行了对比.定量比较了流场不同断面的流向速度平均值、脉动强度、混合层的动量厚度及涡量厚度等流动量.结果表明,直接数值模拟的结果与实验结果吻合良好,证明了直接数值模拟中低三维混合层的正确性和有效性,为扩大直接数值模拟的应用打下了基础.     

热管换热器传热性能及温度场数值模拟

Mathematic model for thermal performance of heat pipe heat exchanger based on the heat transfer model was presented. The infinite volume model was used to calculate the overall thermal performance and the temperature field of heat pipe heat exchanger. The calculation results essentially coincided with the results of an engineering case and provided the theoretical base for engineering application.     

O3/NOx平面反应射流的直接数值模拟

对于O3/NOx平面反应射流，考虑详细化学反应动力学因素，采用直接数值模拟(DNS)的方法进行了模拟。化学反应采用20物种65步详细化学反应机理由CHEMKIN库函数动态计算获取。计算结果表明射流发展过程中涡结构的卷起以及涡结构彼此之间的相互作用演化是流场物质交换和能量交换的主要方式。O3与NOx之间的化学反应速度较慢，反应主要在旋涡核心区停留时间较长情况下进行， NO2是是主要的反应产物，主要出现在15d以后，NO3和N2O5是更高级别的反应产物，数量更少、出现位置更加靠后，分别出现在20d和25d之后。从O3和NO2的Faver统计平均结果来看，化学反应在15d左右开始引发，25d~30d左右最强，根据伴流速度计算对应时间在9.74~11.7ms。     

喷动流化床颗粒混合特性的三维直接数值模拟

采用离散元方法,对喷动流化床内的颗粒混合特性进行了三维直接数值模拟。气相场采用欧拉方法,固相场采用拉格朗日方法;对每一个颗粒考虑了碰撞力、携带力和重力;颗粒碰撞采用软球模型。模拟喷动流化床上下两层颗粒的运动和混合过程,揭示颗粒的混合机制,同时提出表征颗粒混合质量的重要特征参数,并考察了喷动气速和流化气速对颗粒混合的影响。结果表明：由喷动气射流带动而形成的颗粒内循环是颗粒混合的机制;增加喷动气速度和流化气速度均有助于颗粒混合,使颗粒达到完全混合的时间减少且混合更均匀。     

SOFA风对锅炉烟温偏差影响的数值模拟和试验研究

针对贵溪电厂600 MW超临界四墙切圆燃煤锅炉炉内左右两侧烟温偏差过大问题进行了数值模拟和试验研究。通过调整二次风和SOFA风风门开度,可以有效降低炉内两侧的烟温偏差,提高了锅炉运行的安全性和经济性。并对试验结果和模拟结果进行了综合分析,提出了较优的运行方式。     

炉内多排换热器管阵列声传播特性数值研究

基于对炉内单排和双排换热器管阵列声传播特性的研究，分析多排管阵列对声波的反射、透射和衍射机理，利用数学推理方法和迭代过程给出了计算炉内多排管阵列声透射与反射系数的数学模型，研究多排换热器管阵列的声透射特性，揭示了炉内多排管阵列的声反射与透射系数随声波频率、管排数和管阵列结构参数的变化关系，并在炉内实际温度下对声透射系数进行数值计算，为锅炉管道泄漏检测技术和声波除灰技术提供了理论依据。     

侧煤仓一次风道数值模拟及优化设计

利用数值模拟研究侧煤仓一次风管道的气流分布,提出优化的一次风道布置方案。结果表明,侧煤仓布置方案容易引起冷热一次风流量不平衡,从而导致温度场、压力场分配不平衡。通过优化管道布置,冷热一次风分配不平衡能得到很大改善,温度场和压力场分布也都趋于平衡,尤其两台一次风机的压头趋于一致,为制粉系统、燃烧系统的运行带来很大好处,提高电厂的运行经济性。     

炉内双排换热器管阵列声传播特性的数值研究

根据炉内单排换热器管阵列声传播特性的研究,利用Twersky声散射理论和光学法布里-珀罗干涉原理,研究双排换热器管阵列的声传播特性,分析了双排管阵列对声波的反射、透射和衍射机制,给出了计算炉内双排管阵列声透射与反射系数的数学模型,计算了炉内双排管阵列的声反射与透射系数随声波频率、管阵列横向与纵向节距等参数变化的关系曲线,以及传输泄漏声辐射信号时的聋带和聪带的分布特征,指出双排管阵列对声波的截止带和导通带的位置与管阵列结构参数和炉内温度有关,并在炉内实际环境参数下对声传播特性进行了数值计算,为研究多排管阵列的声传播特性提供了方法,也为利用管阵列透射声谱判断管道泄漏口发生在管排阵列中的位置提供了依据。     

炉内单排换热器管阵列声传播特性数值研究

基于Twersky声波散射理论和光栅衍射理论,对炉内单排换热器管阵列的声传输特性进行了研究,分析了管排阵列对入射声波的反射、透射和衍射的物理机制,给出了计算管排阵列声透射与反射系数的数学模型,数值研究了管排阵列对声波的反射与透射系数随管间距、声波频率等参数变化的关系曲线,揭示了单排管阵列对声波传播具有截止和导通作用,并且其截止带和导通带的位置与管阵列结构参数和炉内温度有关。为研究多排管阵列的声传输特性、促进换热器管阵列泄漏声检测与定位技术和锅炉管束深处的声波除灰选频技术发展提供了理论基础。     

600MW四角切圆锅炉烟温偏差的数值模拟及改造研究

针对某厂600 MW亚临界四角切圆燃烧锅炉炉膛出口存在残余旋转,左右两侧烟温偏差过大问题,通过对锅炉进行数值计算,提出了采用SOFA风反切圆消除残余旋转的改造措施。对改造后的锅炉,选取SOFA风率为30%、25%和20%的3种工况来研究SOFA风率对燃烧过程的影响,另外分析了25%的SOFA风率下不同反切角度对炉膛出口烟温偏差的影响。结果表明,合理的SOFA风反切角度可以有效地减小烟温偏差,改造可供同类型机组设计和改造时参考。     

循环流化床锅炉点火系统的数值模拟分析

循环流化床(CFB)锅炉点火系统主要以风道燃烧器为主。风道燃烧器在实际运行时,燃油着火和燃尽性能不是很理想,会出现火焰贴壁、壁面结焦等现象,因此对CFB锅炉点火系统进行数值模拟研究。针对内蒙古某电厂CFB锅炉风道燃烧器实际燃烧工况,选用非结构化有限元体积网格模型进行数值模拟。通过对点火系统的数值模拟和实测结果比较分析,验证了针对内蒙古某电厂CFB锅炉点火系统进行理论模拟所设置的物理模型和边界条件是符合实际的,理论模拟和实测结果的相对误差在10%范围内,结果较为理想。说明利用FLUENT软件对点火系统内温度场及压力场的情况进行模拟分析是可行的,对同类电厂具有一定的参考价值。     

燃油炉改为六角水煤浆炉的流场数值模拟研究

将燃油锅炉改烧水煤浆,针对避免受热面结渣的问题,采用k-e 双方程湍流模型,在燃尽风反切和正切两种工况下,对燃烧器六角布置的炉膛内的气流流动特性进行数值模拟研究,由此探讨和寻求切实可行的工程技术改造方案。     

循环流化床锅炉旋风分离器内流场数值计算与结构优化

采用FLUENT软件随机轨道模型,在拉格朗日坐标系下运用跟踪颗粒运动的方法描述颗粒的运动轨迹,对旋风分离器内的流场进行模拟,分析当旋风分离器的切入角和外简直径变化时对速度场和分离效率的影响,为旋风分离器的结构设计提供理论依据。