烟塔合一排放效果影响因素的数值模拟研究

发布时间：2020-05-04 17:07

【摘要】：“烟塔合一”技术因其明显的经济技术优势以及能有效缓解烟气污染问题,在电厂行业逐渐得到重视。本文在前人的基础上,利用计算流体动力学软件Fluent,对影响该技术烟气排放效果的三个因素“大气风速、烟气排放速度、烟气排放温度”,进行了数值模拟研究。同时,对“烟塔合一”技术进行了经济技术性分析,研究内容和结果如下:(1)通过分析烟羽的抬升扩散机理和影响烟羽抬升扩散的“动力抬升”、“浮力抬升”两个因素,确定了冷却塔周围气象数据垂直断面风速(Zu)和垂直断面空气温度δ(Z)的取值,明确了烟羽所遵守的质量、浮力、动量守恒方程。(2)建立了“烟塔合一”排烟技术的数值模拟模型,并对“大气风速”因素进行数值模拟分析得到:大气风速越大,“烟塔合一”技术排放烟羽的抬升高度就越小;同时,模拟了大气风速为2m/s,4m/s,8m/s三个工况下,烟气主要污染物NO在下风向区域的落地浓度的峰值分别为86.5μg·m-3,55.8μg·m-3,19.7μg·m-3。可知随着风速的增大,烟气主要污染物NO的落地浓度逐渐减小,有利于烟气污染物的扩散。(3)对“烟气排放速度”因素进行数值模拟,分析得到:冷却塔排烟流速越大,“烟塔合一”技术排放烟羽的抬升高度就越大;同时,模拟了冷却塔出口烟气流速为4.7m/s,8m/s,12m/s三个工况,得到烟气污染物NO落地浓度的峰值分别为86.5μg·m-3,76.1μg·m-3,59.2μg·m-3,且NO落地浓度峰值与烟塔的距离也随烟气排放速度的增大而增大,分别为2500m,2800m和3100m。即随着烟气排放速度的增大,烟气主要污染物NO的落地浓度逐渐减小,有利于烟气污染物的扩散。(4)对“烟气排放温度”因素进行数值模拟,分析得到:冷却塔排烟温度越高,“烟塔合一”技术排放烟羽的抬升高度就越大;同时,模拟了冷却塔出口烟气温度为30℃,60℃,120℃三个工况,得到烟气污染物NO落地浓度的峰值分别为97.3μg·m-3,86.5μg·m-3,61μg·m-3,且NO落地浓度峰值与烟塔的距离也随烟气排放温度的增大而增大,分别为2200m,2500m和2900m。即随着烟气排放温度的增大,烟气主要污染物NO的落地浓度逐渐减小,有利于烟气污染物的扩散。(5)通过本文的计算对比分析,“烟塔合一”技术相比传统火电厂烟囱排放烟气,在设备投资、运行维护及技术等方面,冷却塔排烟具有明显优势。“烟塔合一”技术有明显的经济技术优势。
【图文】：

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“烟塔合一”技术工艺流程图

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3图 1.2 两种烟气排放系统从图 1.2 可以看出，“烟塔合一”技术烟气温度从 130℃降到 90℃的热量，以用来加热补给水或凝结水，进而提高了整个电厂的热效率。经估计计算，
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X773

【参考文献】