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。     

垃圾焚烧发电厂喷雾塔积灰原因分析与改造

针对垃圾焚烧炉烟气处理系统喷雾塔入口烟道积灰的问题分析,认为入口烟道存在设计缺陷是造成积灰的主要原因,提出在入口烟道内增设导流板的改造措施,改造后经运行证明增设导流板对改善积灰效果显著。     

导流板对脱硝反应器运行的影响分析

在SCR脱硝系统中,流场均匀性的研究主要是通过计算流体动力学CFD与冷态试验模拟相结合的手段来进行,通过加设导流板对流场进行优化,从而为SCR工程设计提供最优流场建议。本文对多个SCR工程的现场安装和运行情况进行跟踪检查,监测出口NOx浓度和氨逃逸率,观察催化剂磨损情况和导流板积灰、变形现象,从多角度考察导流板的优化效果。     

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%。     

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.     

多场条件下低低温电除尘系统全流程数值模拟

文章基于商业计算流体力学(CFD)软件,对某低低温电除尘系统进行了多场条件下的数值模拟。采用k-ε模型来模拟湍流场,用离散相模型(DPM)来模拟飞灰颗粒的运动,用换热器模型和多孔跳跃模型模拟烟冷器内温度场,用电磁流体模型(MHD)模拟电场,用颗粒群平衡模型(PBM)模拟颗粒团聚规律。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±1%以内,出口不超过±0.5%。颗粒相质量流量分配偏差也均未超过±5%。各室入口截面烟气流速相对均方根差均不超过0.25。模拟烟冷器内各截面的温度、密度及流速变化规律与实际相符。电场内电势分布由放电极向收尘极呈不均等环状分布,粒径越大的颗粒越容易被收集,小颗粒易发生逃逸。随着时间的推移,烟冷器内颗粒平均粒径逐渐增大,当t=0.8 s以后,颗粒平均粒径趋于平稳。     

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。     

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。     

导流板在生产性氧化沟中的应用

导流板是曝气转盘的附件。通过测试导流板设置前后对氧化沟流速分布和曝气机充氧能力的影响，分析了导流板在实际氧化沟中的应用效果，测试结果表明：导流板的设置提高了氧的转移效率，使转盘的充氧能力得以增加，改善氧化沟上部、底部流速分布。同时设置上下游导流板比只设置下游导流板效果更加明显。     

斜轧方法生产圆弧齿轮坯分析

此文根据斜轧变形与圆弧齿轮的特点,运用金属变形理论、齿轮啮合原理及微分几何等方法,对斜轧圆弧齿轮坯的过程进行了分析,认为此方法是生产高性能齿轮坯的好方法。     

板料变薄拉深过程中的润滑与模具设计

分析了常见的2种变薄拉深方法,指出要克服板料与模具接触面间由于强烈的摩擦造成磨损、烧粘、卡咬使模具失效,必须要进行有效的润滑。较详细的论述了变薄拉深时的润滑的机理和模具设计要点。     

堆芯中子通量测量系统指套管磨损分布规律及处理准则优化研究

目的 分析堆芯中子通量测量系统指套管磨损分布规律,提出处理准则优化建议.方法 统计了指套管在堆芯不同位置的磨损数量,分析了指套管磨损分布规律.结合指套管和导向管的结构特点和视频检查结果,分析了指套管的磨损原因,并提出了指套管磨损处理准则优化建议.结果 指套管磨损位置主要集中在P1和P4两处,其中P1位置磨损数量最多,而...     

套管磨损对钻井安全的影响及减磨技术对比

对套管磨损原因进行了分类和分析,认为井身质量、井身结构、套管材料、钻具运动状态、钻井液性能等是引起套管磨损的主要原因;对套管磨损机理进行了概括,套管磨损的主要形式为粘着磨损、切削磨损、磨蚀磨损、接触疲劳磨损和磨粒磨损;对套管防磨、减磨技术的减磨原理、结构组成、减磨特点、适应范围、经济技术特性等进行了系统的总结和对比,为现场选择套管磨损综合防治技术提供了参考.     

身管内膛热化学-机械烧蚀磨损数值计算

目的 探究身管烧蚀和机械磨损的作用机理,完善身管热化学–机械烧蚀磨损模型,指导身管寿命预测和结构设计。方法 以弹炮耦合系统摩擦行为为切入点,提出一种计及摩擦热的热化学烧蚀材料退化模型。基于Archard磨损理论和动压润滑原理,以动压润滑摩擦替换传统弹炮耦合过程采用的干摩擦,提出一种身管机械磨损材料退化模型。结果 身管内膛烧蚀磨损主要集中在坡膛和炮口位置,500发射击后坡膛位置最大径向、周向烧蚀量分别为1.3、0.8mm,炮口位置最大径向、周向机械磨损量分别为0.32、0.26mm。结论材料退化模型能够较为准确地描述弹炮耦合系统中身管内膛的烧蚀磨损特性。数值模拟结果与实际膛线烧蚀磨损具备较好的一致性。     

Tool wear of coated drills in drilling CFRP

This study aimed to investigate the wear of certain coated drills when drilling carbon fiber reinforced composites (CFRP). Three different drills were used in the drilling experiments: uncoated, diamond coated and AlTiN coated carbide (WC–Co) drills. The tool wear in CFRP machining was quite different from that in conventional metal machining. The primary wear type was a dulling or blunting of the cutting edge, which has been referred to as edge rounding wear or edge recession. In this paper, a hypothesis has been developed to explain the edge rounding wear in CFRP machining. Due to the fracture-based chip formation of CFRP, there is lack of the work material stagnation zone in front of the cutting edge, which normally prevents the edge wear in metal machining. Series of wear lead to rapid dulling of the cutting edge. The resistance to edge rounding wear on the coated as well as uncoated drills has been investigated. The diamond coating significantly reduces the edge rounding wear. However, AlTiN coated drills showed no visible improvement over the uncoated carbide drill, despite of their high hardness, thus not protecting the drill. The wear mechanisms of the uncoated carbide drill and coatings are discussed. It is believed that the 2-body and 3-body abrasive wear fail to explain the observed tool wear in CFRP drilling. However, the wear of the coatings and uncoated carbide substrate from tribo-meter tests correlated well with the tool wear in the CFRP drilling. Therefore, the tribo-meter test can be used to screen the prospective tool materials before carrying drilling experiment.     

钛金属材料干摩擦磨损特性研究

目的研究钛金属材料干摩擦磨损失效机制。方法选用TA2工业纯钛和TC4钛合金材料,采用CETR UMT-3多功能摩擦磨损测试仪进行往复摩擦磨损试验,采集摩擦系数曲线,计算摩擦系数均值,从动态和静态分析钛金属材料的摩擦特性。采用Micromet-6030型自动显微硬度计测量样品材料表面硬度值,通过表面硬度分析耐磨损性能。采用Nova Nano SEM 650场发射扫描电镜并配置能谱仪对磨损表面和磨屑进行微观形貌观察和元素成分计量分析,从微观角度分析钛金属材料的磨损机理。采用Olympus Lext OLS3000-R型激光共聚焦显微镜测量磨损体积和轮廓,并观察磨损表面的三维形貌。结果频率对钛金属材料的摩擦系数和耐磨损性能影响较大,随着频率的加快,摩擦系数增大,数据跃变幅度增大,磨损体积随之增大。载荷对摩擦系数影响相对较小,随着载荷增大,在摩擦初期,摩擦系数有下降交汇趋势;摩擦后期,摩擦系数才明显上升,载荷与磨损体积之间基本呈线性增长关系。钛金属材料的磨痕呈现为"擦后型,随着载荷的增大和频率的加快,磨损体积轮廓呈现出加深变宽的趋势。TC4的表面硬度约为359.2 HV,TA2的表面硬度约为247.8 HV,前者比后者高出约111.4 HV。在相同试验条件下进行干摩擦磨损试验,TA2的磨损体积约为TC4的2.5倍,TA2的耐磨损性能相对较差。TA2的磨屑为细小的颗粒状磨屑,磨损表面存在严重的剥层脱落特征;TC4的磨屑粒径大小不一,在低频低载状态下,磨损表面有犁沟痕迹,不存在明显的剥落坑。随着载荷和频率的增大,摩擦表面层出现裂纹和碎化剥落现象。结论 TA2的磨损机制主要是剥层磨损和磨粒磨损。在低频低载状态下,TC4的磨损机制主要为磨粒磨损和氧化磨损,随着载荷和频率的升高,在瞬时闪现温度和载荷的作用下,其磨损机制主要为粘着磨损和剥层磨损。     

大口径火炮身管内膛烧蚀磨损数值计算

目的 定量研究身管内膛烧蚀磨损规律,指导身管的寿命预测和结构设计。方法 采用完全隐式差分格式对一维传热控制微分方程进行离散,求解身管截面径向不同位置、不同时间的温度分布。在差分法求解身管内膛温度的基础上,采用一维半无限大烧蚀模型和傅里叶导热定理,推导身管内膛烧蚀模型。最后,基于ALE自适应网格,动态模拟不同射弹数下身管内膛尤其是膛线的退化规律。结果 身管周向烧蚀磨损量远小于径向烧蚀磨损量,但最大磨损量出现的位置基本一致,均发生于坡膛部位和膛线起始处。其中,坡膛处磨损最为严重,部分位置坡角遭到严重破坏。此外,膛线起始处的磨损整体呈内缩趋势,尤其膛线导转侧磨损较大。结论 身管烧蚀磨损主要集中在坡膛始50～200 mm,整体呈现先迅速增加、再迅速下降的趋势。第500发弹时,身管导转侧烧蚀磨损量峰值为1.6 mm,非导转侧磨损量峰值为1.4 mm,导转侧烧蚀磨损径向分量和周向分量普遍比轴向分量高0.1～0.2 mm。     

冲击对蒸汽发生器传热管微动磨损行为的影响研究

目的 研究冲击对核电站蒸汽发生器传热管在高温蒸汽环境中微动磨损行为的影响规律与机理。方法采用高温高压蒸汽环境冲击–滑移与纯滑移对比试验,研究冲击对蒸汽发生器690TT合金传热管微动磨损行为的影响。通过分析微观损伤结构区别,对比高、低磨损能量试验结果,明确冲击在微动磨损中的作用,获得传热管冲击–滑移复合微动磨损机理。结果 高温高压蒸汽环境中,复合微动磨损与纯滑移微动磨损相比,没有犁沟磨损特征,剥层特征占主导地位,微动磨损机制为剥层磨损。磨损能量越高,冲击引起的磨屑层脱落和基体开裂越多,磨损越严重。结论 冲击显著改变了传热管的微动磨损行为,在开展传热管服役安全评估中,应充分考虑纯滑移磨损与冲击–滑移复合微动磨损的显著差异。     

半干半湿法烟气脱硫雾化增湿设计

烟气增湿对半干半湿法烟气脱硫起着关键作用。本文分析了空气雾化效果优于机械雾化效果;计算了FM10型空气喷嘴雾化粒径可满足给定烟气条件下的蒸发粒径;烟气流中雾羽角度收缩,喷嘴均匀布置于烟道,避免湿壁;烟气增湿后,袋式除尘器需采取良好的保温措施,应选用表面处理的易清灰滤料,圆筒状滤袋。