1000MW机组电除尘器内部流场优化及除尘效率数值模拟研究

发布时间：2020-08-05 20:10

【摘要】：随着我国煤炭消耗量的逐年增加和日益严格的环保法规,不可避免会对燃煤锅炉尾气排放标准提出更高的要求。电除尘器因其具有除尘效率高,压力损失小,运行维护成本低等优点成为应用最广泛的除尘设备,当前,针对电除尘器的数值模拟研究取得了一定进展,但研究模型多以实验电除尘器尺寸展开,与实际电除尘器真实参数与运行条件存在差异。为正确反映电除尘器内微细粉尘脱除的真实情况,本文首先对某电厂1000MW级机组电除尘器各工况下进出口粉尘浓度进行试验研究,然后利用Fluent在无电场和颗粒相的条件下,研究了多孔板布置方式、多孔板开孔率及有无灰斗挡板对电除尘器内流场均匀性的影响,定量得出:采用三层多孔板布置方案且开孔率优先选择0.5/0.3/0.3的布置方式,可以使流场均匀性达到最优。最后在流场优化基础上,将电场、流场及颗粒相运动进行多场耦合模拟,展开横向极板式电除尘器气场特性和颗粒收集效率的研究。分别研究了电除尘器出口压力、入口流速、操作电压、粉尘浓度、粉尘粒径、极配参数及不同电晕电极结构对除尘效率的影响,定量得出:(1)降低出口压力绝对值,降低入口烟气流速,增大操作电压,稳定粉尘浓度在30g/m~3及提高粉尘凝并率可以优化电除尘器除尘效率;(2)适当减小异极距、同极距及电晕线直径,可以得到较优的除尘效率,具体的参数选型应结合工程实际;(3)BS极线因其尖端突起明显有着优于其他电极结构的除尘性能,但对粗粉尘粒径适应性较差。本文研究结果,可望为1000MW级机组电除尘器的设计、选型、结构优化提供有益的理论指导。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X773
【图文】：

气流分布,电除尘器,除尘器,实验研究

华华北电力大学硕士学位论文，进行研究需要大量的人力、物力与成本，而且受工程客观获得全面可靠的结果，作为理论研究、实验研究并重的研究对于实验研究不仅可获得更加全面的数据，加深对电除尘器析，而且具有经济性，是研究电除尘过程的一种行之有效的除尘器结构与除尘机理除尘器结构尘器结构种类繁多，目前应用范围最广的是横向线-板式电除为：电除尘器本体、阴极系统、阳极系统、气流分布装置、打装置及电源控制系统等[10,11]。一般结构如图 1-1 所示。

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图 1-2 电除尘机理示意图器数值模拟研究进展纪 70 年代以来，随着计算机性能的不断提高，基于程数值仿真模拟技术迅速发展，电除尘数学模型精，各种电除尘器数学模型为静电除尘器设计、评价，大大促进了除尘性能的提高[13,14]。为此，国内外，主要研究可划分为两个方向，一是重点对电除尘，利用模拟得到电除尘器电场内气流流动规律，可的全部流场细节；二是针对不同电除尘器几何结构模拟研究，以获得电除尘效率与几何结构、操作条计与运行提供理论指导。分布模拟研究进展D 方法研究电除尘器内的气流分布具有较好的重复性

布置图,电除尘器,测孔,烟道

图 2-1 电除尘器烟道截面测点位置及测孔布置图2.2 煤质分析和灰分分析该电厂锅炉煤质工业分析数据见表 2-2。表 2-2 该电厂锅炉煤质工业分析名称全水份空气干燥基水分空气干燥基灰分空气干燥基挥发分空气干燥基固定碳空气干燥基全硫收到基低位发热量符号 MtMadAadVadFCadSt,adQnet,ar数据 20.2% 10.94% 11.08% 29.56% 48.42% 0.58% 20.60MJ/k对电除尘器入口处采集的飞灰颗粒物进行化学成分分析，实验过程中选用射线衍射仪，对飞灰样品进行定性分析，元素成分与含量见图 2-2。由图可知，飞灰颗粒物的成分以 SiO2和 Al2O3为主，Fe2O3含量高于 5%，属于电除尘器适宜收集的粉尘类型。

【参考文献】