基于数值模拟的SCR脱硝反应器流场优化

为优化选择性催化还原(SCR)脱硝反应器的流场，采用了组合优化方案；在反应器入口处设置多孔板，在反应器内部设置渐扩口式、格栅式、弧板式共三种导流板；采用计算流体力学(CFD)进行数值模拟获得反应器内部流场，进行对比研究。研究发现：多孔板孔距与孔径比为1.2时，压降较小且能获得较好的流场均布性能；基于反应器结构特点设计的导流板能获得较好的优化效果；催化剂具有流场均布能力，催化剂多层布置可有效改善第一层之后的床层流场，但同时会增大压降；通过组合导流方案，第一层催化剂床层的流速相对标准偏差(RSD)从7.16%降为2.51%,并改善了湍动能的耗散。研究结果对SCR反应器的导流件设计具有一定指导意义。     

CFD模拟对SCR系统流场及性能的优化

某660 MW电厂SCR系统烟道布置特殊,系统投运后出现了大范围积灰和氨逃逸过高的情况,采用CFD模拟验证对系统流场进行全面诊断,发现是导流装置设计不合理造成的。进一步通过CFD模拟优化提出导流板优化改造方案,对喷氨格栅和第1层催化剂上游的导流板布置进行了优化设计。优化方案使整个系统的流场分布更加均匀,消除了低流速涡流区,氨氮比分布也更加均匀,使系统运行更加稳定。大大改善了原有积灰及氨逃逸的问题,改造后在NOx达标排放的前提下,喷氨量比改造前降低了10%。     

脉冲袋式除尘器进气口导流板形式的试验研究

本文通过建立脉冲喷吹袋式除尘器的小型模型,分别对某型脉冲喷吹袋式除尘器在安装格栅导流板、安装阶梯导流板和安装斜向导流板的情况下内部流场的分布情况进行了测定,并对安装格栅导流板、阶梯导流板和斜向导流板时的布置形式进行了优化.结果表明,格栅导流板、阶梯导流板和斜向导流板对内部流场的均化都有非常明显的效果.但格栅导流板前部速度过高,局部阻力过大;阶梯导流板和斜向导流板内部气流均匀向上流过,减少由于局部气流速度过高引起的布袋损坏,相比之下,斜向导流板阻力更小,降低20%以上,因此更值得推广.     

脉冲袋式除尘器进气口导流板形式的试验研究

本文通过建立脉冲喷吹袋式除尘器的小型模型，分别对某型脉冲喷吹袋式除尘器在安装格栅导流板、安装阶梯导流板和安装斜向导流板的情况下内部流场的分布情况进行了测定，并对安装格栅导流板、阶梯导流板和斜向导流板时的布置形式进行了优化。结果表明，格栅导流板、阶梯导流板和斜向导流板对内部流场的均化都有非常明显的效果。但格栅导流板前部速度过高，局部阻力过大；阶梯导流板和斜向导流板内部气流均匀向上流过，减少由于局部气流速度过高引起的布袋损坏，相比之下，斜向导流板阻力更小，降低20％以上，因此更值得推广。     

生物质锅炉SCR系统内烟气流场模拟与优化

基于CFD仿真分析技术,对生物质锅炉SCR系统内烟气流场进行了数值模拟研究。通过优化设计,得到最终优化方案,并对优化前后方案进行了对比分析。研究发现,合理地设计导流板和整流格栅结构,能够有利地改善第一层催化剂上游流场和浓度场。在满足脱硝效率和氨逃逸率前提下,大大降低了烟气对催化剂层的冲刷,保证催化剂的使用寿命。     

基于CFD的SCR脱硝装置内构件的优化设计研究

导流板、整流格栅、喷氨格栅等内构件的型式和布置是保证SCR系统脱硝性能的关键。以CFD数值试验为手段,得出了一典型SCR系统内部导流板、整流格栅和喷氨格栅的优化设计方案,证明了分步优化SCR系统内构件的可行性,得出了SCR系统内构件设置的一些规律。     

烟气流场分布对SCR系统的影响及其优化措施

SCR脱硝系统作为燃煤电厂主要脱除NO_x的方式,SCR系统流场的分布直接影响系统的运行性能。某660 MW电厂SCR系统改造后出现了大范围积灰和磨损的情况,通过现场流场测试和CFD模拟验证,对系统的流场情况进行诊断,并通过CFD模拟优化提出改造方案并进行现场改造。改造后再次通过流场测试显示:流场分布大大改善,系统运行更加稳定。     

烟气脱硫脱硝流化床反应器入口导流板的数值模拟与优化

为优化循环流化床半干法脱硫系统脱硫塔入口段结构,以某热电厂的循环流化床同时脱硫脱硝塔为原始对象,对其入塔口导流板进行模拟研究。发现入口段烟气无导流板时,流场分布不均匀,压力损失大。加装导流板以后,烟气流场均匀性提高。在直管段和弯管段和扩展段交界处添加一组和原来平行的导流板以后,流场得到进一步改善,并可以消除扩展段的大回流。在弯管段和扩展段交界处添加"井"状格的导流板流场会得到更好的改善,但压力损失加大。     

燃煤机组电除尘器入口烟道流场优化数值模拟研究

燃煤机组环保设施连接烟道阻力增加是风机能耗增大的主要因素之一,对烟道进行流场优化,降低烟道阻力和风机能耗是燃煤电厂节能降耗的有效途径之一。采用CFD数值模拟对某电厂660 MW燃煤机组电除尘器入口烟道进行流场优化,重点分析了5种不同优化方案下烟道阻力、风机能耗、灰质量流量分配比例、烟气灰浓度、导流板磨损速率等参数的变化规律。结果表明：通过设置合理结构形式及数量的导流板实现烟道降阻幅度28.7%,单台机组最大可节约风机能耗190 kW·h,节能降耗效果显著。新增导流板对烟气中灰质量流量分配比例具有调节作用,优化后A、B两侧烟道内灰质量流量比例偏差由14.8%降低至6.6%,提高了电除尘器的综合除尘率。烟道流场优化在改善灰浓度场分布的同时降低了导流板的磨损,优化后导流板的平均磨损速率由1.33×10^-7 kg/(m²·s)降低至0.56×10^-7 kg/(m²·s),降幅高达57.6%,导流板使用寿命是优化前的2.4倍,提高了机组运行的安全性和可靠性。     

集成内循环烟气流化床脱硫塔内流动特性

针对脱硫塔内烟气的偏流问题,提出了直导流板加旋流结构的措施,应用CFD软件包FLUENT平台对导流板的尺寸、位置、数量进行了优化,得到了烟气入口调节的优化方案。通过工业流场试验对数值计算结果进行了验证,结果表明:采用烟气调节措施后,流场均匀性得到明显的提高。计算和工业试验数据一致,表明采用合适的计算模型,数值计算能取得良好的模拟结果。     

布袋除尘器挡板和导流板对气流分布特性的影响研究

采用计算流体力学方法对1×410t/h锅炉的布袋除尘器进行三维流场的数值模拟,考察整个除尘系统的烟气流量分配、速度及压力的内部分布规律.通过对烟道入口和除尘室入口合理布置导流板和挡板,改善气流的分布情况.这一方法和结果为同类除尘器的流场优化提供参考.     

立体循环一体化氧化沟(IODVC)导流板结构优化研究

针对立体循环一体化氧化沟(IODVC)弯道流场存在的问题,利用计算流体力学(CFD)和Fluent计算方法,对IODVC流场进行了二维单相流模拟,探究导流板结构形式对弯道流速分布的影响.研究结果表明,在同等边界条件下,导流板的结构形式对IODVC内混合液的流态分布影响较大.与单导流板相比,双导流板可将流速大于0.25 m·s-1的区域占比提高9.5%,并改善了弯道出口断面流速分布,有效地减小了下沟道靠近隔板处回流区域;此外,适当延长导流板末端长度,可以进一步强化对IODVC内混合液的导控作用,当延长长度等于导流板半径时,效果最佳,大于0.25 m·s-1的流速区域占比达到44.21%,使IODVC内部流场更加趋于均匀.研究结果对IODVC的进一步优化和工程设计有一定的指导意义.     

导流板对氧化沟流场影响的数值模拟

利用Fluent软件对氧化沟流场进行三维数值模拟,采用滑移壁面模型定义转盘转动,Realizable k-ε模型模拟流场湍流变化,并与实测数据拟合验证,再运用验证后的模型对加装导流板前后的深沟型氧化沟进行模拟,得出导流板安装参数变化对氧化沟的影响。结果表明,加装导流板后氧化沟的流场改善明显,沟内中下部液流流速得到改善,减小了污泥淤积的可能。并得出合理的导流板安装参数:导流板板长为水深的1/5;距转盘中心距离为转盘直径的2倍,浸深为曝气转盘浸深的1/6。     

布袋除尘器结构改进的数值模拟研究

为了解决布袋除尘器内部流场分布不均匀、布袋局部烟气速度过高等问题,利用Fluent软件对布袋除尘器内部流场进行数值模拟,并在布袋除尘器内部设置一种新型的混合式导流板。数值模拟结果显示:在增添了混合式导流板之后,进入布袋除尘区的烟气平均速度和轴向速度都大幅减小,同时内部流场分布也更加均匀,为布袋除尘器结构改进提供了可靠的方案。     

SCR系统整流格栅支撑梁对流场的影响及优化措施

SCR脱硝系统是年前燃煤电厂脱除NO_x的主要方式。CFD模拟为SCR系统流场优化设计的必要手段。一般设计时会对整流格栅结构和支撑进行简化处理,造成实际安装的整流格栅支撑梁及某些结构引起催化剂前流场不均,进而造成催化剂的严重磨损。以某600 MW机组为例,针对实际运行磨损非常严重的情况,通过CFD模拟对整流格栅系统的支撑及密封结构进行详细模拟诊断,并进一步对其整流格栅结构进行优化设计。结果表明,改造后运行大大减少系统高速区分布,催化剂磨损程度明显降低。     

燃煤电厂SCR脱硝系统数值模拟研究进展

我国现役燃煤电厂完成超低排放改造后部分出现NO_x排放不达标的现象,为解决燃煤电厂该工程实际难题,对燃煤电厂SCR脱硝系统数值模拟研究现状进行了综述并开展了横向对比研究。结果表明：为进一步提高SCR脱硝系统数值模拟精确度,应采用非均匀的烟气入口边界条件和采用考虑基于灰层抑制的焦炭燃烧模型;导流板改造应加入对导流板厚度与烟道内烟气流动特性关系之间的考虑;喷氨系统及混合器改造是导致改造成本及引风机能耗较高的重要原因,对工程改造与改造后能耗增加的成本和节省催化剂成本间的对比研究是未来研究的热点。基于上述结论,提出了燃煤电厂SCR脱硝系统工程改造的技术路线,以期为工程实际提供理论指导及技术支撑。     

厌氧迁移式污泥床反应器的水力特性研究

采用脉冲示踪法以NH4Cl作示踪剂,通过其在反应器中的停留时间分布来研究厌氧迁移式污泥床反应器(AMBR)的水力特性。反应器的结构决定了反应器的流态,从而控制着可能达到的处理效率。为优化设计反应器结构研究了反应器的构型、导流板与器壁间距对水力特性的影响。研究发现,反应器的流态介于推流式和完全混合式之间,带有导流板的反应器推流程度更大一些,而底部有孔的反应器推流程度弱,反应器的水力死区较小,均小于20%;导流板与器壁间距为8 mm时最佳。     

600 MW燃煤机组多变截面SCR脱硝系统流场及喷氨优化

流场均匀性对脱硝效率有重要影响,喷氨格栅(AIG)上游和催化剂入口标准速度偏差是衡量流场均匀性的重要指标。采用FLUENT6.3软件对某600 MW超临界燃煤机组的SCR烟气脱硝系统内流场进行数值模拟,主要针对空塔布置时,在烟道多变截面和弯头处出现的流场充满度差、低速三角区、高速冲刷区和低速回流区进行优化。模拟结果显示,采用不同倾角的"直板"、"圆弧"型、"平直—圆弧—平直"型和"圆弧—平直"型导流板可以有效抑制烟道弯头处烟气速度分离的现象。将AIG上游标准速度偏差从空塔时的58.60%降低到9.43%,催化剂入口速度偏差从空塔时的86.31%降到8.60%。提高了NH_3与烟气的混合效果,氨氮摩尔比维持0.81左右,脱硝效率从69.76%提高到92.37%,NH3逃逸率由1.9×10~(-5)降低到2.9×10~(-6)。     

脱硫塔-湿式电除尘器一体化设备气流组织与优化

气流分布对脱硫塔-湿式电除尘器一体化设备的除尘效率以及SO_3酸雾和PM_(2.5)的去除具有重要意义,通过数值模拟试验,对1台130 t/h循环流化床锅炉脱硫塔-湿式电除尘器一体化设备内部流场进行系统分析。结果表明:通过在集液斗导流叶片上部和湿式电除尘器进口喇叭段添加导流板可使流场变得均匀,电场进口断面气流分布相对均方根满足要求;将管式湿式电除尘器中超过一定烟气流量偏差的阳极管数量控制在一定范围内,保证出口烟气含尘浓度达到设计目标。     

基于CFD的袋式除尘器流场优化及漏袋模拟

基于计算流体力学（CFD）,对苏州某环保公司实验用下进风袋式除尘器4种方案下的流场模拟结果进行分析比较,分别为无导流板（方案1）、直板加同向翼板（方案2）、直板加异向翼板（方案3）、竖直导流板加整流格栅（方案4）,选取滤袋进口前100 mm处截面速度相对标准偏差作为评价指标,并对不同面积破袋情况进行数值模拟,研究压差、流速和浓度作为检漏特征因子的可行性。结果表明:方案4的流场分布最为均匀,优于方案2和3;方案2的阻力增幅最小,显著低于方案3和4。研究从模拟角度验证了小范围破袋出口浓度与破袋面积呈线性正相关,并发现选取压差和流速作为检漏特征因子影响不显著,浓度变化最为灵敏。综合气流分布均匀性和阻力2个重要评价指标,方案2、4速度均匀性指数分别为0.36、0.2,且方案2阻力增幅远小于方案4,方案2更具实用性。研究提供的数值模拟方案可为下进风袋式除尘器的导流板布置及监测传感器的选用提供一定的参考依据。