2×350 MW燃煤发电机组主烟道脱硫废水蒸发数值模拟

针对某2×350 MW燃煤发电机组主烟道脱硫废水蒸发过程进行了CFD数值模拟,分析了蒸发过程中烟道内的气液分布和变化规律,喷嘴参数对蒸发性能的影响,以及蒸发过程随着负荷降低的变化规律。结果表明:液滴颗粒可在烟道内完全蒸发;粒径从40 μm增加到80 μm时,液滴蒸发时间从0.26 s增加到0.62 s,蒸发距离从6.15 m增加到13.41 m;蒸发时间和蒸发距离与液滴粒径近似呈线性关系;蒸发时间随着喷射角度的增加而减小;喷射角度为90°时,蒸发距离最短;喷射角度为120°时,蒸发距离最大;3种喷射方向中,逆流喷射方式蒸发时间最长,但蒸发距离最短;负荷降低,蒸发时间增加;负荷由75%降低至50%时,蒸发距离有显著提升。     

基于烟道喷射蒸发的脱硫废水处理数值模拟研究

针对脱硫废水在烟道内的喷射过程,通过计算流体动力学（CFD）进行数值模拟,研究了烟气性质与操作参数对废水蒸发过程的影响.结果表明：随着烟气温度的升高,液滴蒸发时间逐渐降低,完全蒸干距离缩短;当烟气流速增加,蒸发时间逐渐减小,但完全蒸干距离先减少后增加,流速为5m/s时,废水液滴的完全蒸干距离最近;随着液滴粒径的增加,液滴的完全蒸发时间明显变长,流场内相对低温区域范围扩大;当喷射速度由20m/s升高至60m/s过程中蒸发时间由约0.21s下降至0.16s,但随烟气流速增加,其减少蒸发时间的作用减弱.该模拟结果可以为废水烟道喷射技术的相关工程应用提供优化设计方案和运行指导.     

电厂SCR空气雾化喷嘴的雾化特性研究

SCR是当前世界上公认的成熟控制氮氧化物技术,喷嘴是其喷射系统的关键部件。空气雾化喷嘴是一种广泛应用的雾化装置,具有雾化效果好、供给系统简单等优点。设计了新型外混式空气雾化喷嘴,并对其雾化性能进行了实验研究。实验研究主要分析了空气压力、液体压力及测量位置不同时,新型外混式空气雾化喷嘴喷雾的SMD、平均轴向速度、平均径向速度、液滴通量等特性参数沿喷嘴径向的分布情况。实验结果表明,空气雾化喷嘴具有良好的雾化效果。     

复合喷动塔内蒸发特性的数值模拟与实验研究

分析了描述喷动塔内气液流动、雾化、蒸发、碰壁的数学模型,运用上述模型模拟脱硫塔内蒸发特性,得到了入口介质条件对塔内蒸发特性及液相水含量的影响,通过与实验值比较验证了模型的可靠性。模拟结果表明:液滴蒸发强度呈现先升高后降低趋势,在距离喷嘴300 mm处达到最大值;在一、二级塔体交界处,由于受多级喷动结构影响,液滴蒸发速率明显升高;液滴截面质量流率沿塔体轴向逐渐降低,在1 500 m处基本蒸发完毕;蒸发强度与喷嘴雾化压力呈非单调关系,烟气温度和含湿量对一级塔内液态水含量有3倍~5倍的影响;数值模拟结果与实验值基本一致,可以作为研究塔内液滴蒸发特性的有效工具。     

基于多种测试平台喷雾粒径特性实验研究

目的 研究平台环境差异对喷雾液滴粒径造成的影响。方法 分别在喷嘴测试台、直流吸气式风洞、闭口回流式结冰风洞等3种测试平台上开展喷雾液滴粒径测量,并将测量结果进行对比分析。结果 各平台喷雾dMVD随水气压变化的规律性都较好,dMVD随着水压的增大而增大,随着气压的增大而减小。对于dMVD≤30 μm的工况,3种测试平台的dMVD测量结果接近,但粒径分布存在差异。对于dMVD>30 μm的工况,直流吸气式风洞和闭口回流式结冰风洞喷雾的dMVD都比喷嘴测试台大,粒径分布向大颗粒方向偏移。结论 气流温度、速度、环境湿度、湍流度以及平台构型等环境因素均对喷雾液滴粒径产生影响,多因素耦合作用使得闭口回流式结冰风洞液滴的蒸发、碰撞合并、破碎等行为都更强烈,从而造成了其与喷嘴测试台、直流吸气式风洞喷雾的粒径特性存在差异。     

新型脱硫废水雾化喷嘴流场特性的数值研究

为有效提高烟气处理脱硫废水的雾化效果,减少雾化液滴在烟道中蒸发时间,本研究建立了新型的脱硫废水雾化喷嘴数值计算模型,根据连续介质理论和气液两相的相互作用,对雾化喷嘴内部的气液两相流流动特性和雾化特性进行了数值研究。研究结果表明:数值模拟结果可以较好地反映喷嘴的工作性能特性,本雾化喷嘴可以较大范围的适应脱硫废水变化量的要求同时保证稳定的喷嘴出口液滴雾化要求,建议风道风速在最佳组合状态下,脱硫废水进口速度选取为6 m/s,为进一步提高喷嘴的工作性能打下基础。     

蓬莱19-3原油水下溢油的模拟实验

把握水下溢油时油滴粒径的分布规律是研究溢油行为和归宿的前提,也是水下溢油事故有效应急处置的重要依据。本研究采用自制的1 m×1 m×2 m（长×宽×高）的水下溢油模拟实验装置开展蓬莱19-3原油的水下溢油模拟实验,以油滴体积分布和油滴体积中值粒径为考察指标,评估了水下溢油喷口直径和喷射速度对油滴破碎形成的油滴粒径分布的影响。结果表明,不同粒径油滴体积分布总体上表现为低于100 μm和高于700 μm的油滴粒径体积占比较小,油滴粒径分布主要集中在100 μm~700 μm之间,体积比最高点位置根据喷射条件的不同而有所偏移。喷口直径保持不变时,随着喷射速度增大,小粒径油滴所占体积逐渐增大,大粒径油滴体积比减小。油滴体积中值粒径随喷射速度的增加而减小,相对体积中值粒径与喷射流量经对数变换后呈线性相关关系。本研究结果可为水下溢油行为轨迹的预测提供重要依据。     

燃煤PM2.5相变脱除实验研究

实验研究了添加蒸汽和雾化水2种不同烟气调节方式下,操作参数对燃煤可吸入颗粒物凝结长大脱除特性的影响.用电称低压冲击器(ELPI)实时测量脱除前后颗粒数浓度和粒径分布情况.结果表明,蒸汽在颗粒表面凝结能有效促进燃煤PM2.5的脱除;颗粒的分级脱除效率随粒径的增大呈上升的趋势,特别是对于粒径<0.3 μm的颗粒,当蒸汽添加量为0.1 ks/m3,随粒径从0.03μm增加到0.3μm,脱除效率提高了60%以上;添加蒸汽时,脱除效率与调节室入口烟气温度无关;而添加雾化水,脱除效率则随调节室人口烟气温度的升高而显著增大,温度从136℃升高到256℃,脱除效率提高了30%以上.烟气温度较高时,利用雾化液滴的蒸发能替代添加蒸汽实现燃煤PM2.5的高效脱除.     

烟气净化双流体喷嘴雾化特性实验

在烟气净化装置喷雾干燥塔内,进行双流体喷嘴喷雾特性试验,实验研究了影响喷雾粒度、角度以及液滴均匀度的主要因素。实验证明,气液质量比、浆液密度为影响双流体喷嘴雾化特性的重要因素。通过改变运行参数,可以得到合适的液滴粒径以及喷雾角度,该喷嘴用于喷雾干燥烟气中酸性气体的净化,可提高净化效率。     

燃煤PM2.5相变脱除实验研究

实验研究了添加蒸汽和雾化水2种不同烟气调节方式下,操作参数对燃煤可吸入颗粒物凝结长大脱除特性的影响.用电称低压冲击器（ELPI）实时测量脱除前后颗粒数浓度和粒径分布情况.结果表明,蒸汽在颗粒表面凝结能有效促进燃煤PM_2.5的脱除;颗粒的分级脱除效率随粒径的增大呈上升的趋势,特别是对于粒径<0.3 μm的颗粒,当蒸汽添加量为0.1 kg/m³,随粒径从0.03　μm增加到0.3　μm,脱除效率提高了60%以上;添加蒸汽时,脱除效率与调节室入口烟气温度无关;而添加雾化水,脱除效率则随调节室入口烟气温度的升高而显著增大,温度从136℃升高到256℃,脱除效率提高了30%以上.烟气温度较高时,利用雾化液滴的蒸发能替代添加蒸汽实现燃煤PM_2.5的高效脱除.     

烟气脱硫脱硝流化床反应器中喷枪设计的模拟与优化

为优化循环流化床半干法脱硫脱硝反应器喷枪布置形式，以某火电厂的循环流化床同时脱硫脱硝反应塔为研究对象，对其高压水喷枪布置形式进行模拟研究。通过模拟和实际运行相结合的研究方式，得到了更合理的喷枪布置形式:喷枪数量选择4只且呈环形布置；喷枪头伸入距离为0.5~0.7 m，同时保证喷雾最大液滴粒径<150 μm，以此保证液滴在反应器内的均匀分布及液滴的完全蒸发，实现循环流化床半干法反应器的平稳运行及高效脱硫脱硝。     

高含盐污水雾化蒸发塔的设计及流场数值模拟

针对含盐量为7×104mg/L的油田高含盐污水,设计1套处理量为28.8 kg/h的雾化蒸发塔,估算出塔体高度及直径,从而得出适宜的进口空气流速。基于标准k-ε双方程模型和DPM模型,对所设计的雾化蒸发塔内液滴蒸发过程进行数值模拟,得到塔内流场分布特性及蒸发特性,通过随机轨道模型追踪了液滴颗粒运动轨迹及液滴Na Cl浓度变化。在算例工况下,塔内蒸发效率可达58.9%。     

Investigating the effects of liquid atomization and delivery parameters of minimum quantity lubrication on the grinding process of Al2O3 engineering ceramics

Minimum quantity lubrication (MQL) is a cost-effective and environmentally friendly alternative to flood cooling. MQL spray jet has been shown to have potential to be applied successfully in different machining processes. Since the amount of lubricating liquid employed in MQL jet is very low, it is necessary to generate and apply the MQL spray efficiently. However, efficient application of MQL is not only related to spray atomization characteristics and delivery parameters but is also affected by machining conditions. The present paper demonstrates a theoretical and experimental investigation on the spray atomization and delivery parameters in the grinding process of Al₂O₃ engineering ceramics. The spray atomization characteristics studied are carrier gas velocity, liquid droplet size and liquid droplet velocity. Experiments were performed to verify the delivery parameters of MQL spray including nozzle angle, nozzle distance, lubricant flow rate and gas flow rate in the case of Al₂O₃ ceramics grinding. The experimental results confirm the theoretical outcomes and indicate that by applying optimal spray delivery parameters efficient lubrication takes place. Moreover, efficient lubrication of Al₂O₃ ceramics grinding can decrease the challenges existing in ceramics grinding processes by reducing grinding forces and surface roughness.     

离心旋流式喷嘴雾化特性实验研究

目的进一步优化低温多效蒸馏技术中的喷淋布液方式,提高海水淡化换热效率。方法采用马尔文激光粒度分析仪、高速摄像机和翻转水量仪对不同口径的CJ-9型离心旋流式喷嘴进行研究。结果同一口径的喷嘴,随着水流压力的增加,液滴粒径分布的均匀性显著提高。随着水压的增加,同一个喷嘴液体破碎的纹路变密,同时液膜破碎的长度变短,破碎效果越好,雾化性能越好。同一口径的喷嘴,入口压力越大,其边缘流峰值越高,空心化率现象越明显。同一压力下不同口径的喷嘴,口径越大,其形成双波峰的跨度越短;同一口径的喷嘴,入口压力越大,其形成双波峰的跨度越长,其边缘流峰值越高。结论液滴粒径分布的均匀性随着水压的增加或孔径的减小而显著提高,喷淋密度在直径方向上存在两个峰值,运用"峰谷叠加"原理,来满足低温多效蒸发器布液均匀的整体要求。     

颗粒轨道模型用于烟气脱硫喷淋塔两相流数值模拟

以FLUENT软件为计算工具,采用Euler-Lagrange方法模拟喷淋塔内部气液两相流动.气相用标准k-ε湍流模型描述,喷淋液滴用颗粒轨道模型描述.综合考虑颗粒受力分析、颗粒湍流扩散以及气液两相耦合3方面影响因素对颗粒轨道模型进行设置,从液滴粒径分布、液滴出口速度、喷淋夹角3个方面对喷嘴射流源进行精确定义.模拟结果表明:喷淋塔内轴向气速分布均匀;中空锥形的喷嘴设计使喷淋液形成伞状雨帘,有效防止烟气短流;塔内液滴浓度分布存在中间高、边缘低的问题,可通过改进喷嘴布置方案加以改进;颗粒轨道模型能够较好地预测喷淋塔内两相流动.     

预混喷雾增效细颗粒去除的电除尘实验研究

为提高电场对细颗粒物的捕集效率,实现颗粒物超低排放要求,本试验采用喷雾与电场分区设计,搭建了预混喷雾湿式电除尘试验装置,以增强颗粒与液滴之间的凝聚作用,试验探究了电场电压、极板间距、电场风速、喷雾压力及入口浓度等参数对除尘效率的影响规律.结果表明;除尘效率随着电场电压增加,除尘效率提升,增幅先升高后降低,最后趋于平稳;减小极板间距或电场风速,能够提高除尘效率,但降低了处理风量;随着喷雾压力增大,除尘效率先增加后减小,当压力值为6MPa时,除尘效果最佳;粉尘入口浓度对除尘效率的影响程度较低,对于粒径小于2.5μm的颗粒物去除效率最高达98.5%.综上,预混喷雾湿式电除尘效果相比单一喷雾或静电除尘具有显著的增强,对于颗粒物超低排放装置的设计具有重要参考价值.     

切圆喷雾式湿法脱硫塔内流场数值模拟及优化分析

烟气湿法脱硫塔内流场的分布直接影响脱硫效率。对一种在喷淋塔内增设脱硫剂旋流雾化层的流场再造脱硫反应方法进行优化,以Fluent软件为平台,通过改变旋流雾化层喷嘴的布置角度、数量以及浆液喷出的速度等参数,对不同工况下脱硫塔塔内烟气流动状况进行了三维数值模拟与分析。研究结果表明:旋流雾化层的直径比d/D为0.6左右,至少设置8个喷嘴才可形成稳定的螺旋场,浆液从喷嘴喷出的速度在15~20 m/s时有利于塔内烟气处于最佳脱硫速率。此结果对大型锅炉的烟气脱硫塔的改造具有参考作用。