基于CPFD方法的燃煤电厂烟气脱氯模拟研究

为了降低锅炉尾部烟道内HCl质量浓度,减少废水的产生,将Ca(OH)₂雾化浆液喷入尾部烟道,针对Ca(OH)₂浆液脱除烟气中HCl的脱氯过程,以某330 MW锅炉尾部烟道为研究对象,基于计算颗粒流体力学(CPFD)方法建立脱氯过程中烟气与Ca(OH)₂浆液间的传热传质模型及化学反应模型,分析了钙氯化学计量比、烟气速度、烟气温度、液滴温度、液滴粒径、浆液质量分数及HCl和SO₂质量浓度对脱氯效率的影响。结果表明：随着化学计量比的增加,脱氯效率逐渐升高,但升高幅度逐渐减小;相同化学计量比时,烟气速度、液滴温度和烟气中SO₂质量浓度对脱氯效率几乎没有影响,脱氯效率的变化在3.65%以内;烟气温度升高、浆液质量分数增大和HCl质量浓度减小都会降低脱氯效率;脱氯效率随着液滴平均粒径的增大先升高后降低,当液滴平均粒径为80μm时,脱氯效率最高;在实际应用中,必须选择合理的化学计量比及液滴粒径和浆液质量分数,在提高脱氯效率的同时以防对尾部烟道及后续设备产生不利影响。     

二次水滴穿腔对蒸汽湿度测量的影响分析

汽轮机排汽中含有较大的二次水滴,且在空间和时间上的分布具有不均匀性。计算了不同水滴尺寸、不同水滴位置时,谐振腔的谐振频率和品质因数的变化,进而分析了对湿度测量的影响。结果表明:当谐振腔尺寸一定时,谐振腔的谐振频率和品质因数与腔内水滴的尺寸和位置有关;对于长度为40 mm,半径为30mm的圆柱形谐振腔,当水滴位于xoy平面半径为13.0 mm的圆环上时,水滴尺寸越大,谐振频率降低越多,对测量蒸汽湿度的影响也越大。     

汽流偏角对蒸汽湿度测量的误差分析

为了准确研究汽流偏角对湿度测量误差的影响,采用计算流体力学软件FLUENT模拟分析了一定排汽压力和颗粒尺寸下,不同蒸汽流速和汽流偏角对测量误差的影响。结果表明:当汽流偏角较小时,测量误差受蒸汽流速的影响较小,受汽流偏角的影响较大,测量误差小;当偏角较大时,误差不仅与汽流偏角有关,而且受蒸汽流速的影响明显,测量误差偏大。减小谐振腔的安装偏角,能有效减小湿度测量的误差;汽轮机处于变工况运行时,通过进行测量误差修正,能使湿度测量达到较高的精度。     

空调余热回收利用系统设计分析

为回收家用空调在运行过程中所释放的大量冷凝热,并降低家用生活热水的能量消耗,提出了采用套管式换热器回收空调冷凝热的空调余热回收利用系统.首先设计了空调冷凝热回收加热热水系统的方案,并分析了该系统的性能和经济性,与电加热、燃气加热等家庭热水供应方式进行了对比分析;根据设计方案加工制造了实物模型,并测试了运行效果.结果表明...     

侧风环境下间接空冷塔百叶窗开度调节方案

针对侧风环境下,间接空冷塔冷却效率出现大幅下降,部分散热器换热管束在低温环境下发生冻结开裂问题,对某电厂200MW海勒式间接空冷塔在夏季(300K)和冬季(263K)工况下的流动换热情况进行数值计算。通过调节迎风侧和背风侧扇区百叶窗的开度,利用Fluent软件,分别模拟得到空冷塔的流场和温度场,并耦合计算得到各扇区的出口水温及塔出口水温。结果表明:侧风环境下,关小迎风侧和背风侧扇区百叶窗的开度能够增强侧面扇区散热器的对流换热,夏季时应根据环境风速的大小适当调节迎风侧和背风侧扇区百叶窗开度,冬季时应适当关小迎风侧和背风侧扇区百叶窗开度。该方案在降低环境侧风对空冷机组运行造成的不利影响方面具有重要的理论意义和工程价值。     

叶栅通道内湿蒸汽非平衡凝结流动的数值模拟

过冷度是各种凝结现象产生、发展的直接驱动力,叶栅通道内湿蒸汽成核过程通常集中在喉部下游很窄的区域内,水滴数目和水滴半径分布则受到边界层和尾迹影响。针对叶栅通道内跨音速非平衡凝结流动参数分布陡峭、变化敏感的特点,采用具有较好激波捕获效果的高分辨率二阶TVD格式进行离散。利用时间推进法对控制方程进行求解,建立了凝结流动的数值解法,模拟与实验结果相吻合,验证了模型的准确性。研究了叶栅通道内非平衡凝结流动的基本物理现象,讨论了进口过冷度对凝结特性的影响,归纳了叶栅通道内压力、成核率、水滴数、水滴半径、蒸汽湿度的变化规律。研究表明:进口过冷度对非平衡凝结流动特性有重要影响。     

脱硫废水烟道蒸发技术的工艺设计

脱硫废水的水质特殊且水体污染性强,脱硫废水烟道蒸发技术对脱硫废水的处理具有工程实用价值。针对脱硫废水烟道蒸发技术在工程的实际应用,建立废水雾化液滴在尾部烟道内传热传质模型,采用数值模拟的方法计算在某300 MW锅炉尾部烟道内脱硫废水的蒸发特性。首先模拟计算不同喷嘴流量时喷嘴与烟道壁面的最小安全距离,确定喷嘴在烟道截面的布置区域;结合脱硫废水总量,确定喷嘴的布置数量和位置,分析烟气温度、速度和液滴粒径对液滴蒸发时间和距离的影响。结果表明,喷嘴与壁面之间的安全距离随喷射流量的增加、烟气温度的减少、烟气流速的降低和液滴粒径的增加而增加,使安全区域面积逐渐减小,且在重力作用下,喷嘴与下壁面的安全距离最大;脱硫废水总量一定时,随喷嘴数量增加,单个喷嘴喷射流量降低,雾化液滴的蒸发时间和距离缩短,使在一定距离内可处理的废水量增加;总脱硫废水量增加时,喷嘴数量越多,单个喷嘴流量的增加值较小,蒸发距离增幅较小,最大处理能力较强;相同喷嘴数量时,烟气温度升高、烟气速度增加、液滴粒径减小均会降低蒸发时间,从而缩短蒸发距离。实际应用中应结合机组的实际情况,选择合适的喷嘴布置形式,合理设计废水烟道蒸发系统。     

谐振腔内水膜和积盐厚度对蒸汽湿度测量的影响

微波谐振腔法测量蒸汽湿度时,谐振腔内壁面会沉积一层水膜和盐垢,计算在不同水膜和积盐厚度下谐振腔谐振频率的变化,进而分析介质沉积对蒸汽湿度测量的影响。研究结果表明:在水膜或积盐较薄时,其对湿度测量的影响较小,随着沉积介质厚度的增大其影响明显增加;相同水膜厚度时,湿蒸汽压力(温度)对测量结果的影响较小,且随着湿蒸汽压力(温度)的升高,水膜对测量结果的影响略有下降;沉积水膜对测量结果的影响要大于积盐影响,但在用于汽轮机排汽湿度测量时,谐振腔内壁沉积水膜厚度不到35μm,忽略水膜影响引起的湿度测量偏差不到1.262%。     

流固耦合传热对蒸汽湿度测量传感器的影响

采用流固耦合法,分析计算了不同蒸汽参数及流速条件下谐振腔内的温度分布;加载温度载荷,计算了不同条件下谐振腔体的热变形量;根据谐振腔体有效部分内表面节点热变形量的平均值,分析了谐振腔体节点热变形对谐振频率的影响.结果表明:随着蒸汽温度升高和流速增大,谐振腔体温度升高,热变形量增大,谐振频率偏移量增大.应从谐振腔的材料、结构设计及蒸汽湿度测量方案等方面进行改进,以降低谐振腔体节点热变形对蒸汽湿度测量的影响.     

微波谐振腔蒸汽湿度测量系统不确定度分析

推导了微波谐振腔蒸汽湿度测量关系式的灵敏度系数;分析了压力和频率等直接测量参数的不确定度;以不同压力及湿度的湿蒸汽为例,分析湿度测量关系式中各计算参数的不确定度,合成了蒸汽湿度测量系统的标准不确定度,分析了蒸汽压力和湿度变化对系统不确定度的影响;确定了考虑参数测量、腔体热膨胀、取样误差、腔体内壁沉积水膜等因素时系统的综合不确定度.结果表明:系统综合不确定度uz≤0.764%;随着蒸汽湿度和压力值的增大,蒸汽湿度测量系统的合成标准不确定度变大;系统压力测量引入的不确定度较小,可以忽略,而频率测量引入的不确定度较大,谐振频率的准确测量是确保系统测量精度的关键.