飞灰颗粒撞击顺列光管管束的磨损研究

通过数值计算,研究了烟气在通过顺列光管管束时飞灰颗粒对管束的碰撞规律,选择的影响因素分别为管径、烟气速度、飞灰粒径、横向管距、纵向管距等。建立了飞灰颗粒通过率及撞击率的无因次关联式,并且与前人研究得到的经验公式相结合,得出了飞灰颗粒对顺列管束磨损量的计算式。研究结果可为循环流化床锅炉尾部顺列布置的卧式空气预热器、过热器、再热器和省煤器减轻磨损提供设计依据。     

顺列光管省煤器几何参数变化对磨损影响的试验研究

本文在对电站锅炉光管顺列布置省煤器受飞灰磨损进行理论分析的基础上,建立飞灰冲蚀管束磨损特性的数学模型,并通过试验研究求出重量相对磨损量与几何参数之间的函数关系。     

飞灰颗粒横掠管束的沉积特性数值研究

为了揭示飞灰颗粒在管簇式换热器表面的沉积分布,利用拉格朗日粒子随机追踪模型以及El-Batsh和Haselbacher提出的粒子沉积模型,对飞灰颗粒横掠管束时的运动轨迹和沉积特性进行了数值研究,获得了管束排布方式以及粒子直径对飞灰颗粒运动轨迹及沉积分布的影响。结果表明:飞灰颗粒在管壁表面的碰撞率和黏附率与管束排布和粒径有关,飞灰颗粒的黏附率随着粒径的减小而增大。     

烟气横掠麻面管束颗粒沉积特性的数值分析

为了减轻电厂锅炉尾道内烟气对换热管的磨损及积灰情况,特提出和建立了一种新型的管型——麻面管,并通过选择适用的磨损计算和颗粒沉积模型,针对烟气横掠顺列麻面管束进行气固两相流动的数值模拟,分析了烟气物性参数和管束结构参数对颗粒沉积特性的影响,并比较了相同条件下麻面管和光管的积灰情况。结果表明:等同工况下,麻面管表面颗粒沉积率和磨损量均比光管的低;较大烟速情况下,随着颗粒平均粒径的增大,磨损增加幅度较大;确定了当s1/D=3.0,s2/D=1.8时,颗粒沉积率最低,为20.72%;对于一般的较小粒径颗粒,e=0.75 mm的麻面管管束在减轻积灰上效果较其他几种情况更好,另外,麻面管表面坑深度越大,飞灰颗粒对麻面管的磨损就越轻。     

麻面式过热器烟气侧传热与阻力特性数值研究

以麻面式过热器交叉流动通道为研究对象,采用三维数值模拟的方法,对麻面管烟气侧换热与阻力特性进行研究。结果表明:麻面管外壁凹坑与管束布置形式改善了烟气对流冲刷效果,破坏了气体流动边界层,缩小了传热恶化的尾流区面积;与光滑管束相比,顺列与错列麻面管束烟气侧的努塞尔数(Nu)分别提升了8%～63%、12%～48%,综合换热性能指标C_(PEC)分别为1.05～1.50、1.07～1.28;以烟气侧Nu、阻力系数f、C_(PEC)为目标函数,优化得到了最佳参数组合:顺列管束横向节距s_1/D_o=2.10,纵向节距s_2/D_o=1.75,对应的Nu=42.63,C_(PEC)=1.24,错列管束s_1/D_o=2.55,s_2/D_o=2.50,对应的Nu=47.02,C_(PEC)=1.31;运用多元线性回归的方法,分别拟合出顺列与错列管束烟气侧的换热准则关联式。本文研究结果可为麻面管的工程应用提供参考。     

空气横掠顺列螺旋槽管管束的试验研究

以管束及管子的几何参数为研究对象,在风洞试验台上对顺列螺旋槽管管束进行了横掠换热试验研究,得出了换热和阻力关联式.结果可为顺列布置的卧式螺旋槽管空气预热器,尤其是循环流化床锅炉的空气预热器提供设计依据.     

CFB锅炉水冷壁的磨损与防护

针对CFB锅炉水冷壁管由于炉内飞灰颗粒浓度较大磨损较为严重的问题,阐述了飞灰磨损规律,找出了水冷壁的主要磨损部位和原因.选择合理的运行方式和防磨技术,降低了水冷壁管束的磨损程度.     

顺列管束间气液两相流型及压降特性研究

采用高速摄像仪研究矩形通道内气液两相流体垂直向上横掠节距比P/D为1.3和1.8的顺列水平管束的流型,拍摄到泡状流、间歇流和雾状流3种典型流型。采用气液折算速度绘制了流型图,发现在低折算液速和折算气速下与前人研究较一致。对比分析了2种管束间不同流型的压降,结果表明:2种管束的泡状流压降最大,间歇流次之,雾状流最小。含气率a在0.15~0.67范围内,P/D=1.8管束的压降大于P/D=1.3管束的压降。含气率a小于0.15和大于0.67时,大节距比管束的压降反而小于小节距比管束的压降。对压差波动信号的功率谱特征进行分析的结果表明,利用压差时域信号的功率谱特性可以鉴别流型。     

横向节距对锯齿螺旋翅片换热管特性影响的实验研究

为获得管束布置结构对锯齿螺旋翅片换热管特性的影响,在分析其影响机制的基础上对9个锯齿螺旋翅片管错列管束进行了实验研究,获得了横向节距对锯齿螺旋翅片管束换热与阻力特性的影响规律,并提出相应的关联式.结果表明:在横向相对节距范围2.31～3.15,相同雷诺数Re和纵向节距下随横向节距增大,翅侧努谢尔数Nu变化在±3%内;欧拉数Eu减小约20%;综合传热性能j/f(科尔伯恩传热因子与范宁摩擦因子比值)增大约25%.通过与错列光管管束的比较,表明锯齿螺旋翅片管束强化换热性能较优,在大型气体换热设备中具有广泛的应用前景.     

管束间气液两相过渡流型及其压力波动特性

采用高速摄像技术对矩形通道内气液两相流体垂直向上横掠2种节距比顺列管束的过渡流型及压差信号进行实验研究,在泡状流流动过程中拍摄到了S形泡状流。分析了各种流型转变的机制,基于实验数据绘制了流型界限图。对比分析了2种管束间不同过渡流型的压差波动信号,发现从泡状流到间歇流再到雾状流压差信号呈减小趋势。2种管束的压差信号波动幅值不同,节距比大的压差信号波动幅值大。实验发现气液两相折算速度对压差信号的波动有明显影响。     

脱硫废水旁路塔雾化蒸发数值模拟

脱硫废水成分复杂难以回用，一些电厂已开始采用烟道雾化蒸发处理技术对其进行处理。脱硫废水直接喷入烟道会带来腐蚀、积灰、堵塞等问题，设置旁路蒸发塔对脱硫废水进行干燥是一种较好的选择。为研究此项技术，以某330 MW 机组为例，通过计算脱硫废水与烟气的热质平衡，确定了烟气抽取量，建立了物理模型，利用数值模拟的方法对烟气流场进行优化，对喷嘴布置方式、液滴直径、烟气温度等的选择进行稳态模拟。结果表明：抽取烟气量仅占总烟气量的2.27%，烟气流场即能够充满整个蒸发塔；三喷嘴的雾化蒸发效果可以使蒸发塔出口温度达到设计值120℃；液滴直径80 μm 以下，液滴颗粒无贴壁，液滴直径60 μm时蒸发效果好。为延长颗粒停留时间，使颗粒无贴壁、少团聚，宜采用烟气旋流方式、三喷嘴、60 μm雾化粒径以及600 K以上的入口烟气温度。     

锅炉烟管管束最优匹配问题的求解与结果分析

根据已建立的由两种烟管所组成的锅炉烟管管束阻力的最优匹配模型,利用求解有约束的非线性优化问题的数学方法,计算出满足约束条件的经过阻力最优匹配后的烟管管束的各种结构参数,其管束的总换热量明显高于不经阻力最优匹配时的换热量。这种考虑不同形式烟管阻力系数影响管内烟气流动的计算方法可使锅炉烟管管束的热力计算结果更为精确。表３参３     

Experimental Study of the Corona Discharge in a Modified Coaxial Wire-Cylinder Electrostatic Precipitator

Coaxial wire-cylinder electrode arrangements are widely used for the electrostatic precipitation of dust particles contained in flue gases. The aim of this paper was to evaluate a new design, which was expected to increase the particle collection efficiency. The collector electrode of the several models under study consisted of a cylinder with alternate small- and large-diameter sections. In a first set of experiments, the current–voltage characteristics of each model were compared with those obtained for a standard wire-cylinder electrode arrangement, at both polarities of the high-voltage supply, and for three values of the inlet airflow rate, namely, 0, 4.5, and 6 $hbox{dm}^{3}/hbox{min}$, with the corresponding air velocities in the large-diameter sections being 0, 6.0, and 8.0 cm/s. A second set of experiments showed that the current density distribution inside the models depends on the geometry of the electrode system but is roughly the same at 4.5 and 6 $hbox{dm}^{3}/hbox{min}$. The particle collection efficiency of the different models was evaluated in a third set of experiments, performed with 2-g samples of starch powder, under various operating conditions. Data analysis revealed that the modified precipitators have higher efficiency than the standard model. As expected, for a given geometry of the electrode arrangement, the efficiency was found be lower at higher inlet airflow rates. These findings could serve in the design of new industrial electrostatic precipitators.      

废弃物焚烧锅炉内错列管束的对流换热特性

该文为了研究废弃物焚烧锅炉尾部错列管束的换热计算方法，基于模化实验原理，共做了108种工况的实验，得出了低雷诺数工况的换热计算方法。实验研究表明：烟气中水分浓度的增加增强了烟气的换热性能，并随着温度的增加和水分体积浓度的增加而更为明显，这是因为水分浓度的增加减小了热边界层的厚度并改变了烟气的导热系数，进而减小了热边界层的热阻。对比3种管束结构的换热性能表明：高水分烟气换热性能主要随纵向节距的减小而增加，随着横向节距的增加而增加。     

气固两相流横掠圆管传热的研究

本文根据气固两相流横掠圆管的传热机理，建立了能综合考虑颗粒运动轨迹、颗粒与壁面的碰撞频率、碰撞角度、颗粒在壁面停留时间、颗粒与壁面接触面积、固体颗粒浓度、颗粒粒度、圆管位置、烟气流速和温度等因素对气固两相流传热影响的两维数学模型。模型通过对流场和颗粒场的计算可较好地模拟气固两相流传热过程的复杂性和随机性，模型计算结果与实验相吻合。本模型可为工程应用提供较可靠的计算方法。     

燃煤电厂烟气冷凝除尘试验研究

通过在某300 MW燃煤机组湿法烟气脱硫(WFGD)系统的脱硫塔出口搭建烟气旁路,测试具有冷凝除尘作用的塑料型换热管束的传热系数、烟气侧阻力特性及除尘性能。结果表明:管束传热系数在350 W/(m^2·K)以上,烟气侧阻力随烟气流速增加而明显增大,除尘效率达到58.6%,出口粉尘质量浓度在4.5 mg/m^3左右;采用冷凝除尘技术不仅可以除尘,还能够回收烟气中的热量和水分。     

氨法脱硫过程烟气中细颗粒物的变化特性

采用电称低压冲击器(electrical low pressure impactor,ELPI)对氨法脱硫前后的细颗粒进行测量,获得烟气中细颗粒的数浓度和粒径分布特性,分析了氨法脱硫过程细颗粒的生成机制及洗涤塔对细颗粒的捕集特性。结果表明,氨法脱硫后细颗粒的数浓度明显增加,在SO2浓度为1 767 mg/m3和氨水浓度为5%,平均粒径由洗涤前的0.07 mm增大到0.09 mm;常规洗涤对细颗粒的脱除效率很低且几乎不受液气比影响;而氨水脱硫时,洗涤塔出口的颗粒数浓度随液气比的增大而提高,特别是氨水浓度较高的情况;氨水浓度为10%,液气比从2 L/m3增加到5 L/m3,颗粒数浓度增加了10%;此外,随氨水浓度和烟气中SO2浓度的增大,洗涤后颗粒的数浓度增加。     

控制煤粉细度以降低烟气中NO_x排放量的数值模拟研究

对再燃过程中煤粉颗粒在高温烟气中的升温速率,建立数学模型、编程,依据4种粒径(100目、200目、260目、320目筛下煤粉)煤粉颗粒的温度变化结果画出煤粉颗粒在高温烟气中升温和升温速率的曲线图,根据结果与图形分析煤粉颗粒在高温烟气中的升温速率对煤粉的影响,以此提出通过控制煤粉细度降低烟气中NOx排放量的数值模拟研究。     

SCR催化剂的磨损试验与数值模拟研究

高灰型布置的SCR脱硝系统其催化剂运行环境恶劣,烟气流速、飞灰颗粒及其粒径大小等客观因素对催化剂均会造成磨损。为研究烟气流速、飞灰粒径、飞灰质量浓度以及烟气入射角等对催化剂磨损造成的影响,采用日趋成熟的CFD数值模拟软件对不同工况时的SCR脱硝催化剂磨损情况进行研究,并且通过自建的冷态试验台进行了验证。研究结果表明,脱硝催化剂的磨损与上述4种影响因素均有很大关系,其中飞灰质量浓度、烟气入射角的变化对催化剂的磨损率影响较大,因此在实际运行中应增设导流板,避免因入射角和飞灰质量浓度的不均匀性导致催化剂磨损,另外还应选择合理的烟气流速以减小磨损,保证SCR系统的安全稳定运行。