圆孔射流近场湍流特性DNS与RANS模拟的对比研究

对圆孔射流近场的湍流特性进行直接数值模拟（DNS）研究,同时与应用雷诺时均方程的模拟方法（RANS）进行了对比研究。DNS模拟的Re=5000,计算网格3000万,CPU=60。采用MPI并行求解了可压缩的射流守恒方程,包括连续性方程、动量方程、能量方程和理想气体的状态方程。基于DNS数据库,着重研究和评价了RANS模型在预测自由圆孔射流近场湍流特性时存在的问题,同时提出了适用于射流近场湍流粘性系数的分段表达式,可为工程上准确预测湍流切应力提供参考。     

燃煤电厂燃烧调整试验关键技术研究与工程应用

针对某电厂1000 MW燃煤电厂2号锅炉开展了精细燃烧优化调整试验研究,主要开展了热态下一次风调平、变燃尽风开度、变燃尽风摆角、变氧量等现场调整试验研究,主要目的是研究不同负荷下锅炉效率和脱硝入口NO_x浓度变化的规律,找出不同负荷下较好的运行方式,实现锅炉效率和NO_x浓度同时兼顾。研究结果表明:1000 MW负荷工况时建议运行在60%以上开度,750 MW负荷工况时建议运行在40%以上开度;燃尽风摆角向上时,排烟温度有升高趋势,NO_x生成量明显减少;1000 MW负荷建议维持现状在2.5%氧量下运行,750 MW负荷建议在2.5%氧量下运行,500 MW负荷建议在3%氧量下运行。     

解决小煤矿问题对今后三年我国煤炭供需形势影响分析

本文通过对当前和今后三年全国煤炭需求和供应进行了定量与定性分析和预测:当前煤炭供需总量相对平衡,煤炭供应由全面紧张趋向缓和,部分地区已出现供大于求的迹象;今后三年煤炭供应能力总体将出现过剩(假设小煤矿年生产能力继续维持在8亿t),但煤炭需求净增量降低,需求压力减小,为加快小煤矿整治提供了难得的机遇。同时,结合国务院“两个重要文件”精神,针对小煤矿占全国煤矿总数的90%、产量约占1/3的形势,提出了解决小煤矿问题的措施和建议。     

SCR脱硝系统温降测量及现场改造措施研究

针对某1000MW电厂1号锅炉SCR脱硝系统测量温降值较高的问题,在现场开展了更准确和精细的温度场测量研究,研究结果表明：A、B反应器的实际温降的平均值分别为6.75℃和4.93℃,整体上都处于合理范围内。同一截面的测点温度波动较大,最大值32.6℃位于A侧反应器入口,表明反应器烟气温度场不均匀。由于截面温度分布不均匀,SCR进出口截面的特定点位温度值相差较大,A反应器中最大相差24.5℃,B反应器中最大相差13.5℃。在SCR反应器入口与第一层催化剂之间,温差超过2℃,表明反应器保温效果较差。电厂出现测量温降值较高的情况,主要是烟气流场温度分布不均匀,且现有DCS测温装置测点较少,导致测量温度值没有代表性;需要优化SCR脱硝系统温度场,增加温度测点以改进DCS测温系统,提升SCR脱硝系统保温效果,保证SCR脱硝系统温降测量结果更准确。     

双流化床生物质气化的三维全循环数值模拟

基于多相质点网格方法 (multi-phase particle-in-cell,MP-PIC)对工业尺度的双流化床生物质气化过程进行了三维全循环数值模拟。其中,在拉格朗日框架下求解颗粒团运动,采用大涡模拟法(large-eddy simulation, LES)求解气相湍流,同时考虑复杂的气固耦合以及生物质的热解、气化、均相/异相反应。首先,通过独立性检验确定了计算所需的最佳网格数与计算颗粒数,且模拟结果和实验结果对比良好。其次,揭示了流化床内生物质气化过程中的气固流动特性及气体组分分布规律,研究了床内温度、生物质粒径、曳力模型等因素对产物气体组分分布的影响。结果表明:温度升高,出口处的CO摩尔分数增加,而其余组分都减小;较小生物质粒径的气化效果要优于较大的生物质颗粒粒径;曳力模型对各产物气体组分的摩尔分数几乎无影响。     

燃煤电厂煤粉燃烧过程中辐射传热计算方法研究进展与展望

辐射传热是燃煤电厂煤粉燃烧过程中最主要的传热方式,其数值计算的方法和模型精度是开展炉内火焰及受热面温度监测的重要影响因素。综述了区域法、离散坐标法、离散传递法、蒙特卡洛法和DRESOR法等辐射传热计算方法的机理、优缺点及应用,并基于现役火电机组的工程实际需要对各方法进行总结和展望。研究结果表明：区域法应进一步简化直接交换面积的计算,并开发改进算法或与其他方法耦合,以应用于非灰体和散射性介质的辐射传热计算中;离散坐标法、离散传递法应在原模型基础上进行改进,以应用于工程实际;蒙特卡洛法应基于商业计算流体力学数值模拟后的炉内温度计算结果来开展研究;DRESOR法具有良好的应用前景,应多基于现役火电机组开展辐射传热计算方面的研究。     

我国SCR脱硝催化剂服役过程中运行规律的研究

针对某电厂SCR脱硝催化剂服役过程中的运行规律进行了现场试验研究,自行设计了催化剂活性测量装置,并利用先进的测试手段研究了催化剂失活的原因.结果表明:催化剂失活主要是由于催化剂磨损造成的活性组分流失及飞灰表面沉积共同作用所致,而在飞灰表面沉积作用中,以碱金属和CaSO4的影响为主.     

600 MW火电机组SCR脱硝系统“超低排放”改造性能试验

针对某电厂600 MW机组SCR(脱硝系统)进行超低排放改造,对其改造后的主要运行性能指标进行了现场试验,运行指标包括SCR系统的脱硝效率、氨逃逸、SO_2/SO_3转化率、系统阻力和氨耗量等。性能试验结果表明:SCR的主要性能指标均能达到设计的性能要求,改造后的SCR系统满足了近零排放的环保要求。本研究可为我国投运后的SCR现场性能考核、性能优化等提供可行且有效的技术方法。     

O_2/CO_2气氛下煤粉燃烧特性及动力学分析

采用热重实验系统进行了煤粉在O_2/N_2和O_2/CO_2气氛下的燃烧实验,研究了氧体积分数和粒径对燃烧特性的影响.实验结果表明,氧体积分数越高、粒径越小,煤粉的燃烧特性越好.在氧体积分数较高时,煤粉在O_2/CO_2气氛下的反应比在O_2/N_2气氛下进行得慢;而氧体积分数较低时,煤粉在O_2/CO_2气氛下的反应比在O_2/N_2气氛下进行得快.此外,采用Coats-Redfern积分法、Flynn-Wall-Ozawa积分法和Kissinger-Akahira-Sunose积分法对煤粉在程序升温过程中的燃烧反应做了相应的动力学分析.结果表明,O_2/N_2和O_2/CO_2气氛下不同氧体积分数时的煤粉燃烧反应动力学参数表观活化能E和指前因子A之间具有动力学补偿效应.煤粉燃烧过程中在同一转化率下的表观活化能E随其粒径的减小而降低.     

220t_h锅炉再燃改造的数值模拟

为了对锅炉进行再燃改造,借助Fluent 6.3软件平台,采用数值模拟的方法,对某电厂一台220 t/h四角切圆燃烧锅炉再燃改造前后炉内的气流场、温度场和污染物排放特性进行了分析,并对再燃区过量空气系数对再燃改造效果的影响进行了探讨。湍流模型分别采用了realizable k-εmod-el和大涡模型(LES),并对模拟结果进行了比较;LES模拟和结果与现场的实验数据进行了对比验证,包括温度场、组分场和NOx,LES数值模拟结果与实验结果吻合比较好。计算结果表明:使用再燃改造后炉膛温度分布更加均匀;再燃喷口附近形成了还原性气氛,降低了NOx浓度;当再燃区过量空气系数为0.90时,再燃效果最佳,此时炉膛出口处NOx浓度下降33.87%;LES模拟结果较realizable k-εmodel准确。