某1000 MW机组电除尘器气固两相流数值模拟

流场分布对电除尘性能至关重要。采用商业CFD软件,对某1 000 MW机组电除尘器进行了数值模拟。模拟过程中采用离散相模型(DPM)结合k-ε湍流模型,模拟颗粒运动轨迹。研究了在合理布置烟道走向,并在烟道内布置导流板、阻流板,在进口喇叭内布置气流分布板及导流叶片等措施条件下,电除尘器的气固两相流参数。结果表明:烟道内布置导流板及阻流板后,电除尘器各分室进口流量偏差均在±2%以内,出口流量偏差均不超过±0.5%,远优于标准要求;颗粒相质量流量分配偏差也均未超过5%,且各级粒径分布所对应偏差也明显减小;电除尘器各室入口截面烟气流速相对均方根差均不超过0.15,优于标准要求。     

温湿电场对PM2.5及SO3的脱除性能

为深入研究温湿电场对PM_(2.5)及SO_3的脱除性能,采用实验室研究、工程调研或实测相结合的手段,系统分析了湿式电除尘器(WESP)对PM_(2.5)及SO_3的脱除规律,尤其是高SO_3浓度对湿式电除尘器性能的影响及其应对措施。实验研究发现:电源电压分别为35、45、55 kV时,湿式电除尘器对总尘、PM_(2.5)和SO_3的脱除效率分别为60.8%、75.2%、82.4%,53.7%、67.1%、76.8%和43.4%、58.6%、72.7%;随着电压的增加,各粒径段颗粒的分级脱除效率均有明显提升,但0.1～1μm提升最为明显;鉴于烟尘的吸附及SO_3的调质作用,烟尘和SO_3两者有一定的相互促进脱除作用,但SO_3浓度过高,容易在放电极线周围形成高密度的空间电荷,导致电晕电流降低,除尘效率下降;针对高浓度的SO_3,采用降温方式,可有效提高湿电场的烟尘及SO_3脱除性能。工程实测发现:单独使用湿式电除尘器或是与其他相关技术耦合应用,均对烟尘及SO_3有较高的脱除效率;湿式电除尘器对烟尘及SO_3脱除效率分别为63.5%～88.3%、65.1%～71.9%,与湿法脱硫耦合使用,效率分别达82.1%、86.1%,与相变凝聚器(PCA)耦合使用,效率分别达92.3%、90.1%。上述研究可为湿式电除尘器的宽范围、多场合应用提供参考。     

管式湿式电除尘器气流分布的组织与优化

管式湿式电除尘器可看作由多个线管式电除尘器并联组成,若各电除尘器之间处理烟气流量偏差过大,将导致湿式电除尘器总的除尘效率下降。采用CFD数值模拟技术,对某热力公司116 MW锅炉配套管式湿式电除尘器的内部气流分布进行研究分析,并对气流分布进行组织与优化。在电场进口断面气流速度分布满足相对均方根指标要求的基础上,将各单管处理烟气流量偏差控制在一定范围之内,以保障湿式电除尘器达到规定的排放要求。现场测试结果表明,出口粉尘浓度满足项目技术规范规定的排放要求,数值模拟结果可指导管式湿式电除尘器设计。     

粉尘性质对电除尘器性能影响的试验研究

在半工业化的电除尘器实验系统装置上进行了烧结灰、飞灰、煤铁混合样的粒径分布及粉尘的真密度对电除尘器性能影响的实验研究。结果表明,电除尘器能有效捕集亚微米粉尘,对烧结灰净化最适合的粒径范围为1．37～2．03μm(η高达100％);对煤铁混合样的最适合粒径范围为3．30～7．25μm(η高达100％);电除尘器对煤铁混合样的粒径小于2．24μm的分级效率η高达92．36％。在同等试验条件下,电除尘器对烧结灰和煤铁混合样的总除尘效率为96．87％,高于飞灰的总除尘效率92．61％。     

侧流电除尘增效机理与检验

针对现有许多电除尘器难以满足日益严苛的颗粒物排放要求而面临提效改造的现状,根据经典电除尘理论,降低电场风速是电除尘器提效的一个有效途径,进而提出一种通过改变烟气流向成倍降低电场风速的侧流电除尘器。首先,为阐明侧流电除尘器的增效机理,基于已有的关于紊流情况下流速对颗粒悬浮作用的研究结果,通过受力分析给出了在有悬浮升力影响下带电颗粒的电除尘效率理论表达式,证明了降低电场风速的增效作用比增加电场长度更有效。然后,在极配结构和处理流量相同、平均入口含尘浓度约1 400 mg·m~(-3)和场强在2.5~4.5 kV·cm~(-1)的情况下,采用中位径为3.5μm的硅微粉进行了侧流电除尘器和常规电除尘器的减排效果对比实验研究。结果表明,侧流电除尘器的平均排放浓度比常规电除尘器降低45%,减排作用突出。     

烟气和粉尘性质对除尘效率影响的仿真研究

应用欧拉-拉格朗日多相流模型对影响电除尘器内部气流分布的烟气含尘浓度、烟气湿度、粉尘粒径及真密度等因素进行了数值仿真。分析了烟气和粉尘性质对除尘效率的影响。由于在仿真过程中考虑了烟气特性和粉尘性质等因素,不仅可获得各因素对气流分布均匀性的影响,而且仿真结果更能反映电除尘器气流分布的实际情况。提出的烟气和粉尘性质仿真方法可以为电除尘器除尘效率分析提供新的途径。     

新型一体化脱硫工艺反应器内流场的数值模拟研究

基于颗粒动力学理论,利用Fluent软件中的气体-颗粒两相流体模型,对新型一体化脱硫工艺(NID)反应器中不同工况下的三维流场进行数值模拟,并结合工厂实测数据及文献数据对模拟结果进行验证。结果表明,Fluent软件的模拟数据与工厂实测数据及文献数据相吻合,利用Fluent软件模拟了NID反应器内颗粒速度和浓度的分布,分析了反应器内流场的形成机制以及烟气进速和颗粒粒径对塔内压降的影响。由模拟结果可知,在烟气进速为18m/s、颗粒粒径为0.5~50.0μm时,颗粒浓度分布均匀,塔内回流区最小,压强变化稳定,最有利于提高实际工业运行的稳定性与安全性。     

湿法电除尘系统处理焦化厂拦焦烟尘

针对焦化厂烟尘高浓度、高温、高湿和高黏度的特征,采用湍流预洗涤塔和湿法电除尘器处理拦焦烟尘。通过中试实验采样分析,利用全因子设计考察烟气流量、湍流预洗涤塔填料高度和喷淋流量对系统除尘效果的影响。实验表明,填料高度和喷淋流量是影响除尘效果的显著项,拦焦烟尘经过湿法电除尘系统的处理,烟尘浓度为8.3 mg·m~(-3),系统除尘率达到99.9%。     

收尘区脉冲供电对电除尘器收集性能的影响

建立了双区电除尘器实验模型,研究了预荷电压、不同供电方式下极板间距、电极型式对双区电除尘器收尘效果的影响.结果表明:随着预荷电压逐渐升高,除尘效率也随之增加,双区除尘效果明显优于单区的除尘效果.脉冲供电对电除尘器的除尘性能影响明显,与直流供电相比,脉冲供电对PM25的分级效率可提高16.9%;在较高的电压时,极板间距为...     

喷流塔脱硫除尘技术研究

基于强化喷淋装置传质过程,开发了一种结构简单、压降小、效率高、生产能力大的脱硫除尘装置——喷流塔。实验表明,液气比L/G=15L/m3时,除尘效率≥994%,流化层压降≤300Pa;采用CaCa双碱法脱硫工艺,pH=7～8、L/G=10～12L/m3时,脱硫效率≥92%,流化层压降≤450Pa。在脱硫操作条件下可同时脱除996%以上的烟尘,适于脱硫除尘一体化操作。     

电除尘器上下游烟道流场分析及优化设计

均匀的流量分配和均匀的入口截面速度分布是提高电除尘器除尘效率的重要因素。以300 MW燃煤电厂2室4场电除尘器为对象,利用数值模拟手段对电除尘器上下游烟道及电除尘本体内的流场分布情况进行仿真计算,获取了局部流场特性,识别了原有入口段结构的问题所在,并提出局部弧形烟道、烟道导流板和气流分布板的系统优化方案。经仿真结果对比,优化方案降低了局部阻力,明显改善了2室流量分配不均程度,流量偏差由±18.83%减小至±2.01%,且左右侧电除尘主体入口速度均方根值均小于0.25,满足了行业标准要求。     

静电除尘器气流分布数值模拟

简要分析了电除尘器在干法除尘系统中的重要作用。指出了除尘效率的高低是衡量除尘系统的关键参数,而气流分布是影响电除尘器效率的重要因素。通过计算流体力学软件对电除尘器内部流场进行数值模拟。根据主要影响气流分布的因素确定了4种方案进行模拟,并对结果进行对比分析,最终为电除尘器气流分布的设计提供了建议。     

燃煤手烧炉烟尘生成特征及其控制

使用烟气净化测试系统,对燃煤手烧炉燃烧过程烟尘浓度变化进行了在线测定,对水浴净化前后烟气中的颗粒分散度进行了测定分析,并对SW型烟气净化装置的除尘效率进行了测定计算。实验表明,燃煤手烧炉的烟尘生成过程,与其加煤方式直接相关,且受燃烧温度的一定影响。在正常工作条件下,SW型燃煤炉窑烟气净化装置的平均除尘效率可达96 4%。     

电除尘技术研究现状及趋势

详细介绍了电除尘技术研究现状、现存问题及其发展趋势.论述了烟尘荷电凝聚机制及其输运特性等,以便解决除尘电场中的电离占空比、输运项甚低等问题;又着重研究了烟尘的荷电、凝聚的物理过程,将有助于解决电除尘器存在的捕集微细烟尘效率低的问题.     

石膏浆液旋流器的分离性能实验研究

通过理论分析及工程经验对石灰石/石膏法烟气脱硫工艺中石膏浆液脱水系统的旋流器进行优化设计,在与工业实际相近的操作条件下,优选出了一根综合性能较好的旋流器。考察了该旋流器的压力、流量与分离效率之间相互关系,与常规石膏浆液旋流器的分级效率进行了比较,确定了最佳操作条件。结果表明,旋流器的进口流量随着进出口压力差的增大而增大,分离效率随着流量增加先上升后下降。在进口硫石膏颗粒平均粒径为24μm,流量为11.8~14.8 m3/h时,分离效率在85%以上,底流出口10μm、15μm以下的颗粒分别占底流出口颗粒总体积的1%、10%左右,起到了很明显的分级浓缩作用,分离性能也优于常规使用的石膏浆液旋流器。     

旋风除尘器流场及浓度场实验与模拟

在研究旋风除尘器内气固两相的运动状况及分离机理方面,计算机模拟替代部分实验的方法能够优化设计旋风除尘器结构参数,提高其对微细颗粒的捕集效率,减少运行压力损失。本研究采用RSM模型和随机轨道模型对旋风除尘器内流场及浓度场进行模拟及实验。研究表明,旋风除尘器压力损失模拟结果与实验结果吻合较好,对于大于5μm的颗粒其捕集效率模拟结果与实验结果基本吻合;旋风除尘器外壁的颗粒浓度呈螺旋带状分布;如将排气管管径减少至原直径0.8倍,可使其对2μm颗粒捕集效率提高6.6%,但压力损失提高36.5%;颗粒的凝并作用有利于提高旋风除尘器微细颗粒的捕集效率。     

湿式电除尘器的高压恒流源供电及其能效分析

湿式电除尘器电场的放电状态变化大、干扰因素多,尤其是导电玻璃钢阳极管内壁材料的特殊性,必须尽量减少火花放电,防止电极灼伤甚至起火,保证设备安全、稳定运行。为了深入研究湿式电除尘器的电源供电特性及污染物脱除性能,搭建了湿式电除尘器实验系统,并开展不同类型电源的对比实验。实验结果表明:湿式电除尘器喷淋系统开启,工频恒流源运行相对平稳,出口烟尘浓度变化不大,但恒压源则存在一个电源参数振荡区,出口烟尘浓度增加了约147%,因此,湿式电除尘器应优先考虑抗干扰能力强的恒流源;高频恒流源的运行参数更高,污染物脱除性能更强,与工频相比,高频恒流源不同供电电耗时烟尘、SO_3的减排幅度分别为46.30%～78.69%、42.86%～66.67%。通过对实际工程项目的深度测试及节能优化实验,定量分析了湿式电除尘器的比电耗与污染物脱除性能关系。工程实践表明:随机组负荷的降低,湿式电除尘器的污染物脱除性能有所提升,但高压供电比电耗也大幅增加,从满负荷到50%负荷,比电耗从2.41×10~(-4) kWh·m~(-3)升至4.57×10~(-4) kWh·m~(-3),有较大的节能空间;经节能优化,控制湿式电除尘器出口烟尘浓度在4～5 mg·m~(-3),50%负荷的比电耗下降达84.68%。根据该节能优化思路,对其他3个工程项目实施运行优化,控制烟尘排放浓度在4.5 mg·m~(-3)以内,比电耗下降幅度分别为32.65%、27.15%、41.64%。以上研究结果可为后续湿式电除尘器的性能提升及节能优化提供参考。     

燃煤电厂电除尘采用高频电源供电的实验研究

为改善燃煤电厂电除尘效果,在1.8 m2工业性实验电除尘器上进行了高频供电实验研究。研究结果表明:在供电电压相同时,高频供电的电流和除尘效率均低于普通可控硅电源供电,但高频电源的最高供电电压可达普通可控硅电源的1.3倍,最高供电电流比普通可控硅电源高40%以上,最高除尘效率高于可控硅电源,可降低烟尘排放40.2%。建议燃煤电厂电除尘选用高频电源时,应选用比普通可控硅电源电压等级高的电源。     

燃煤电站湿法烟气脱硫的颗粒物脱除效果

伴随着我国燃煤电站污染物严峻形势湿法烟气脱硫协同捕集颗粒物越来越受到工程应用部门的重视。从基本理论出发,引入捕集体与颗粒碰撞、拦截与扩散的基本方程,推导并建立多液滴对多颗粒的捕集模型。研究结果表明:直径245μm的液滴,沉降速度小于气流速度,会被携带出脱硫塔;液滴对PM_(0.1)、PM_1、PM_5、PM_(10)。颗粒物的去除效率为U型曲线,910μm液滴对颗粒物的去除效率比4 666μm液滴高近百倍;同等质量浓度不同粒度分布,脱硫塔除尘性能仍然差异较大。     

伞罩型湿式脱硫除尘塔入口结构优化模拟

利用商用CFD软件Fluent，采用k-ε湍流模型和SIMPLE算法，对新型伞罩型湿式脱硫除尘塔内的三维两相流场进行数值模拟，发现了塔内烟气入口处流场所存在的不均匀性。为将其流场调节均匀从而提高脱硫除尘效率，在数值模拟的基础上提出在入口处加装直导流板、阶梯导流板和弯曲导流板，并分析塔内y=0截面速度的分布，以及z＝0.21 m截面上的颗粒浓度、速度和压力等参数的分布。结果表明：通过加装阶梯导流板和弯曲导流板均可以将流场调节均匀，达到较理想状态，从而实现高效净化气体的目的。模拟结果对设备的优化设计和实际运行有一定的指导作用。