燃煤电厂除尘器入口烟道气流组织与优化的数值模拟试验研究

发布时间：2017-08-02 07:22

  本文关键词：燃煤电厂除尘器入口烟道气流组织与优化的数值模拟试验研究

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【摘要】：燃煤电厂烟气净化系统的除尘器入口烟道的气流组织与优化对大型除尘器的整体的除尘效率具有重要的影响。入口烟道的气流组织与优化主要关注进入每台除尘器的流量分配和除尘器入口速度分布等问题。目前虽然在各类除尘器的规范中对除尘器之间的流量分配和入口速度分布等有明确的规定。但是却缺乏如何实现这些目标的具体措施。尤其是对于现有除尘器的改造和设计,更是缺少进行入口烟道的气流组织与优化的有效依据。本文以某燃煤发电厂14号机组电袋复合除尘器和某燃煤热电厂350MW机组袋式除尘器的入口烟道为研究对象,采用计算流体动力学(CFD)方法,对入口烟道的气流流场分布进行数值模拟试验研究,通过对原设计方案入口烟道的流场的分析,识别烟道结构中存在的问题,并提出针对性的优化改进方案,最终实现如下的优化结果:(1)电袋复合除尘器两室处理烟气流量相对偏差小于2.5%,入口烟道流量分配趋于均衡。除尘器两室入口截面烟气速度相对均方根小于0.20,速度分布趋于均匀。且不同工况条件下的气流流场分布均符合项目技术规范要求。(2)五台除尘器组成的袋式除尘系统每台除尘器之间处理烟气量相对偏差小于2.5%,入口烟道烟气流量分配趋于均衡。各台除尘器入口截面烟气速度相对均方根均不大于0.25,速度分布趋于均匀。各台除尘器入口处的最大烟气速度显著降低,使高速气流对烟道的局部冲刷磨损情况得到明显改善。且不同工况条件下的入口烟道气流流场分布均符合项目技术规范要求。(3)对某燃煤电厂14号机组电袋复合除尘器入口烟道气流组织与优化所做的数值模拟优化方案已应用于190万m3/h锅炉机组实际工程中,自投入使用以来,电袋复合除尘器运行稳定、可靠,除尘效率显著提高。测试结果表明,除尘器本体运行阻力损失小于700Pa,出口烟尘排放浓度约8mg/Nm3,均符合项目技术规范的设计要求。
【关键词】：入口烟道 流量分配 速度分布 数值模拟 优化设计
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题的来源与必要性9-10
• 1.2 除尘系统气流组织与优化的研究方法10-11
• 1.2.1 模型试验10-11
• 1.2.2 数值模拟试验11
• 1.3 除尘器入口烟道气流组织与优化数值模拟试验研究现状11-12
• 1.4 本文的研究目的和研究内容12-15
• 1.4.1 研究目的12-13
• 1.4.2 研究内容13-15
• 2 除尘系统气流组织与优化的数值模拟过程15-27
• 2.1 数值模拟离散化方法15
• 2.2 CFD软件介绍15-16
• 2.3 除尘系统气流组织与优化的数值模拟过程16-26
• 2.3.1 数值模拟模型16
• 2.3.2 确定控制方程16-18
• 2.3.3 建立几何模型18-19
• 2.3.4 划分网格19
• 2.3.5 定义边界条件19-23
• 2.3.6 给定解控参数23-25
• 2.3.7 求解离散方程25-26
• 2.3.8 迭代计算26
• 2.3.9 模拟结果后处理26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 某燃煤电厂电袋复合除尘器入口烟道气流组织与优化的数值模拟试验研究27-45
• 3.1 电袋复合除尘器入口烟道气流组织与优化27-38
• 3.1.1 设计参数27-28
• 3.1.2 流场控制的目标28
• 3.1.3 除尘系统三维模型及网格划分28-31
• 3.1.4 原设计方案数值模拟结果及分析31-33
• 3.1.5 优化方案33-35
• 3.1.6 优化方案数值模拟结果及对比分析35-37
• 3.1.7 不同工况条件下的优化方案数值模拟结果37-38
• 3.2 入口烟道优化后除尘器内部气流流场分布的数值模拟验证38-43
• 3.2.1 除尘器电场单元进口截面气流速度分布38-39
• 3.2.2 滤袋单元处理风量39-41
• 3.2.3 除尘器压力损失41-43
• 3.3 工程实际应用43
• 3.4 本章小结43-45
• 4 某燃煤电厂袋式除尘器入口烟道气流组织与优化的数值模拟试验研究45-56
• 4.1 设计参数45
• 4.2 除尘系统三维模型及网格划分45-47
• 4.3 流场控制的目标47
• 4.4 原设计方案数值模拟结果及分析47-50
• 4.5 优化方案数值模拟结果50-55
• 4.5.1 优化方案50-51
• 4.5.2 优化方案数值模拟结果及对比分析51-54
• 4.5.3 不同工况条件下的优化方案数值模拟结果54-55
• 4.6 本章小结55-56
• 5 结论和展望56-58
• 5.1 结论56
• 5.2 展望56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-63
• 附录63

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本文编号：608156