电厂SNCR内混式雾化喷嘴雾化性能和稳定性研究
发布时间：2021-08-29 04:04
目前,煤炭仍然是我国的主体能源,是我国发电的重要来源,燃煤发电厂发电时会生成大量氮氧化物污染大气、危害人类健康,因此电厂脱硝治理十分重要。SNCR技术作为目前世界上公认的成熟控制氮氧化物的技术,广泛应用于燃煤电厂的脱硝治理,技术中的雾化喷嘴,承担着将还原剂破碎成液滴并送入反应炉内的作用,雾化后的液滴大小、喷雾的扩散范围、喷射动量和深入程度对还原剂与烟气的混合和停留时间有着至关重要的影响,是SNCR技术喷氨控制的技术关键。而在电厂SNCR脱硝技术中内混式雾化喷嘴因其优点被广泛应用。因此,研究SNCR内混式雾化喷嘴的雾化特性对于SNCR脱硝技术的应用有着重要指导意义。本文研究电厂SNCR内混式雾化喷嘴雾化性能和稳定性。首先,研究内混式雾化喷嘴的雾化性能,分析其雾化性能受试验参数变化的影响。研究发现操作工况和气液注入方式的不同会影响喷嘴的雾化角、气液流量和液滴直径大小;喷雾中不同位置处的条件雾化角和液滴直径不同,呈现相关的变化趋势;喷嘴的结构对气液流量、雾化角和液滴直径大小也有影响。其次,基于测量的液滴粒径数据,通过引入统计学的方法,使用相关数学模型研究多孔内混式雾化喷嘴的喷雾稳定性的变化情...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１我国２０１１－２０１７年氮氧化物排放量??电厂因化物的相对中，目前硝治理泛重
?山东大学硕士学位论文???１）流量特性??喷嘴的流量特性指的是气体流量及液体流量与气体、液体参数之间的关系。??流量特性所反映的是喷嘴内部流体的流动情况，影响着液体在雾化时的外部的破??碎形式，在设计和改进喷嘴时有着重要指导作用。??２）雾化角??Ｍ??图１－２喷雾雾化角示意图??液体喷出喷嘴之后，会形成喷雾液束，喷雾液束的张角即被定义为雾化角。??雾化角表示的是喷雾液束的扩张分布情况。在设计喷嘴时，雾化角是一个重要的??参考因素。如图１－２所示，雾化角有两种定义方法：??ａ）出口雾化角ａ。以喷嘴出口为中心点，作与喷雾炬外包络线的相切的两??条直线，这两条切线之间所成角；??ｂ）条件雾化角ａ＇。在距喷嘴一定距离处，截面与喷雾曲面形成交点，以喷??嘴出口为中心点，作到该交点的连线，两条连线之间所成的角。根据定义，条件??雾化角会随着距喷嘴的距离变化而变化。??３）液滴直径??判断喷嘴雾化性能的好坏的主要依据是液体雾化后形成的液滴的直径大小??即液滴直径。??液滴平均直径的表示方式很多，其中最常用的是比表面积平均直径Ｄ３２?（索??特平均直径ＳＭＤ），其定义是：假设组成液滴群的所有液滴的尺寸大小一样，将??立方体折算成等体积的球体后所对应的直径即是液滴的索特平均直径。比表面积??平均直径的表达式为：??４??
?山东大学硕士学位论文??第二章试验系统与设备??２．１试验系统??通过阅读相关文献，学习前人经验，本文设计了喷嘴冷态雾化特性试验系统，??其形式如图２－１所示。该试验系统包括水泵、空气压缩机、储水罐、玻璃转子流??量计、压力表、调节阀、喷枪、喷嘴、照相机和喷雾激光粒度分析仪等设备。在??试验过程中，使用调节阀来控制水和压缩空气的压力和流量，气液压力由压力表??读得，气液流量由玻璃转子流量计测出。因为流体在管路中流动会有压力损失，??所以将压力表安装在喷枪入口处。喷雾的液滴雾化粒径使用山东耐克特公司开发??的分体式激光喷雾粒度分析仪来测量。??试验步骤为：向喷枪中通入压缩气体和水，控制调节阀使系统达到规定的工??况，读取气液压力和流量，使用照相机在固定位置拍摄喷雾的雾化角，之后使用??ＣＡＤ软件进行标记测量。上下左右调节喷枪的位置，可以改变测量光束和喷嘴??出口之间的轴向和径向距离，进而使得喷雾不同位置处的液滴直径可由激光粒度??仪测量出来。最后将测得的试验数据进行分析。??？??，?ＩＩ?＾??（ｐ）?｜?雾??——Ｉ?＊??Ｉ——＊——ｔ?Ｊｙ?／?＼?ｒｆｉ??ｒｙ?丫?（?／?ｍｍ??ｌ?Ｉ?－栏一—却??－?＝｜｜｜｜＿??图２－１喷嘴雾化试验系统??２．?２试验设备??２．２．１内混式雾化喷嘴??试验用的喷嘴为多孔内混式雾化喷嘴，一个喷嘴由两部分构成，分别是底座??和雾化头。??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]连铸二冷区内混式气水雾化喷嘴的发展[J]. 李阳,董郅轩,程常桂,位士发,薛正良. 炼钢. 2019(06)
[2]空气雾化喷嘴雾化机理及影响因素实验分析[J]. 蒋仲安,许峰,王亚朋,陈举师. 中南大学学报(自然科学版). 2019(10)
[3]液气动量比对内混式直流气液喷嘴雾化特性影响[J]. 杨国华,张波涛,周立新,王凯. 火箭推进. 2019(05)
[4]新型空气雾化喷嘴雾化特性实验研究[J]. 徐士虎,马义. 煤. 2019(08)
[5]内混式空气雾化喷嘴雾化特性及降尘效率研究[J]. 王鹏飞,李泳俊,刘荣华,谭烜昊,田畅. 煤炭学报. 2019(05)
[6]气泡雾化喷嘴雾化特性实验研究[J]. 王文杰,郑学波,白博峰. 工程热物理学报. 2019(04)
[7]喷雾场内液滴粒径光学测试技术进展[J]. 赵家丰,聂万胜,林伟,苏凌宇,仝毅恒. 激光技术. 2019(05)
[8]内混式空气雾化喷嘴内部流动状况对喷雾效果的影响[J]. 张奎,刘荣华,王鹏飞,王健,石佚捷,裴叶. 采矿技术. 2019(01)
[9]广角内混式空气雾化喷嘴雾化特性研究[J]. 刘刚,董羽,史俊伟,李立峰,陈章良. 煤矿安全. 2018(10)
[10]出口直径对内混式空气雾化喷嘴雾化特性及降尘性能的影响[J]. 王鹏飞,谭烜昊,刘荣华,王海桥,李泳俊,田畅. 煤炭学报. 2018(10)
博士论文
[1]气泡雾化喷射中气液两相作用及射流喷雾的研究[D]. 孙春华.北京交通大学 2017
[2]高压小空间内大流量雾化喷嘴研究开发与工程验证[D]. 刘孝弟.清华大学 2015
[3]SNCR反应机理及混合特性研究[D]. 卢志民.浙江大学 2006
硕士论文
[1]管式加热炉喷嘴雾化及燃烧特性的数值模拟[D]. 郭志鹏.西安石油大学 2019
[2]内混式空气雾化喷嘴喷雾稳定性试验研究[D]. 李楚桥.长安大学 2019
[3]内混式空气雾化喷嘴内部两相流特性数值模拟研究[D]. 杨瑄.长安大学 2018
[4]内混式空气雾化喷嘴内流对雾化效果影响试验研究[D]. 李洪波.长安大学 2018
[5]喷嘴雾化速度场的PIV实验研究[D]. 叶益飞.哈尔滨工程大学 2018
[6]内混式空气雾化碎裂过程实验及数值模拟研究[D]. 高博.长安大学 2017
[7]基于激光测量技术的喷雾雾化特性研究[D]. 郭无双.浙江大学 2017
[8]高压微细雾化喷嘴的雾化特性研究[D]. 朱辉.哈尔滨工业大学 2016
[9]气泡雾化喷嘴结构对喷雾特性的影响规律研究[D]. 毕江纯.河北工业大学 2015
[10]喷嘴结构及喷射条件对内混式空气雾化性能影响试验研究[D]. 江莉.长安大学 2015
本文编号：3369869
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１我国２０１１－２０１７年氮氧化物排放量??电厂因化物的相对中，目前硝治理泛重
?山东大学硕士学位论文???１）流量特性??喷嘴的流量特性指的是气体流量及液体流量与气体、液体参数之间的关系。??流量特性所反映的是喷嘴内部流体的流动情况，影响着液体在雾化时的外部的破??碎形式，在设计和改进喷嘴时有着重要指导作用。??２）雾化角??Ｍ??图１－２喷雾雾化角示意图??液体喷出喷嘴之后，会形成喷雾液束，喷雾液束的张角即被定义为雾化角。??雾化角表示的是喷雾液束的扩张分布情况。在设计喷嘴时，雾化角是一个重要的??参考因素。如图１－２所示，雾化角有两种定义方法：??ａ）出口雾化角ａ。以喷嘴出口为中心点，作与喷雾炬外包络线的相切的两??条直线，这两条切线之间所成角；??ｂ）条件雾化角ａ＇。在距喷嘴一定距离处，截面与喷雾曲面形成交点，以喷??嘴出口为中心点，作到该交点的连线，两条连线之间所成的角。根据定义，条件??雾化角会随着距喷嘴的距离变化而变化。??３）液滴直径??判断喷嘴雾化性能的好坏的主要依据是液体雾化后形成的液滴的直径大小??即液滴直径。??液滴平均直径的表示方式很多，其中最常用的是比表面积平均直径Ｄ３２?（索??特平均直径ＳＭＤ），其定义是：假设组成液滴群的所有液滴的尺寸大小一样，将??立方体折算成等体积的球体后所对应的直径即是液滴的索特平均直径。比表面积??平均直径的表达式为：??４??
?山东大学硕士学位论文??第二章试验系统与设备??２．１试验系统??通过阅读相关文献，学习前人经验，本文设计了喷嘴冷态雾化特性试验系统，??其形式如图２－１所示。该试验系统包括水泵、空气压缩机、储水罐、玻璃转子流??量计、压力表、调节阀、喷枪、喷嘴、照相机和喷雾激光粒度分析仪等设备。在??试验过程中，使用调节阀来控制水和压缩空气的压力和流量，气液压力由压力表??读得，气液流量由玻璃转子流量计测出。因为流体在管路中流动会有压力损失，??所以将压力表安装在喷枪入口处。喷雾的液滴雾化粒径使用山东耐克特公司开发??的分体式激光喷雾粒度分析仪来测量。??试验步骤为：向喷枪中通入压缩气体和水，控制调节阀使系统达到规定的工??况，读取气液压力和流量，使用照相机在固定位置拍摄喷雾的雾化角，之后使用??ＣＡＤ软件进行标记测量。上下左右调节喷枪的位置，可以改变测量光束和喷嘴??出口之间的轴向和径向距离，进而使得喷雾不同位置处的液滴直径可由激光粒度??仪测量出来。最后将测得的试验数据进行分析。??？??，?ＩＩ?＾??（ｐ）?｜?雾??——Ｉ?＊??Ｉ——＊——ｔ?Ｊｙ?／?＼?ｒｆｉ??ｒｙ?丫?（?／?ｍｍ??ｌ?Ｉ?－栏一—却??－?＝｜｜｜｜＿??图２－１喷嘴雾化试验系统??２．?２试验设备??２．２．１内混式雾化喷嘴??试验用的喷嘴为多孔内混式雾化喷嘴，一个喷嘴由两部分构成，分别是底座??和雾化头。??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]连铸二冷区内混式气水雾化喷嘴的发展[J]. 李阳,董郅轩,程常桂,位士发,薛正良. 炼钢. 2019(06)
[2]空气雾化喷嘴雾化机理及影响因素实验分析[J]. 蒋仲安,许峰,王亚朋,陈举师. 中南大学学报(自然科学版). 2019(10)
[3]液气动量比对内混式直流气液喷嘴雾化特性影响[J]. 杨国华,张波涛,周立新,王凯. 火箭推进. 2019(05)
[4]新型空气雾化喷嘴雾化特性实验研究[J]. 徐士虎,马义. 煤. 2019(08)
[5]内混式空气雾化喷嘴雾化特性及降尘效率研究[J]. 王鹏飞,李泳俊,刘荣华,谭烜昊,田畅. 煤炭学报. 2019(05)
[6]气泡雾化喷嘴雾化特性实验研究[J]. 王文杰,郑学波,白博峰. 工程热物理学报. 2019(04)
[7]喷雾场内液滴粒径光学测试技术进展[J]. 赵家丰,聂万胜,林伟,苏凌宇,仝毅恒. 激光技术. 2019(05)
[8]内混式空气雾化喷嘴内部流动状况对喷雾效果的影响[J]. 张奎,刘荣华,王鹏飞,王健,石佚捷,裴叶. 采矿技术. 2019(01)
[9]广角内混式空气雾化喷嘴雾化特性研究[J]. 刘刚,董羽,史俊伟,李立峰,陈章良. 煤矿安全. 2018(10)
[10]出口直径对内混式空气雾化喷嘴雾化特性及降尘性能的影响[J]. 王鹏飞,谭烜昊,刘荣华,王海桥,李泳俊,田畅. 煤炭学报. 2018(10)
博士论文
[1]气泡雾化喷射中气液两相作用及射流喷雾的研究[D]. 孙春华.北京交通大学 2017
[2]高压小空间内大流量雾化喷嘴研究开发与工程验证[D]. 刘孝弟.清华大学 2015
[3]SNCR反应机理及混合特性研究[D]. 卢志民.浙江大学 2006
硕士论文
[1]管式加热炉喷嘴雾化及燃烧特性的数值模拟[D]. 郭志鹏.西安石油大学 2019
[2]内混式空气雾化喷嘴喷雾稳定性试验研究[D]. 李楚桥.长安大学 2019
[3]内混式空气雾化喷嘴内部两相流特性数值模拟研究[D]. 杨瑄.长安大学 2018
[4]内混式空气雾化喷嘴内流对雾化效果影响试验研究[D]. 李洪波.长安大学 2018
[5]喷嘴雾化速度场的PIV实验研究[D]. 叶益飞.哈尔滨工程大学 2018
[6]内混式空气雾化碎裂过程实验及数值模拟研究[D]. 高博.长安大学 2017
[7]基于激光测量技术的喷雾雾化特性研究[D]. 郭无双.浙江大学 2017
[8]高压微细雾化喷嘴的雾化特性研究[D]. 朱辉.哈尔滨工业大学 2016
[9]气泡雾化喷嘴结构对喷雾特性的影响规律研究[D]. 毕江纯.河北工业大学 2015
[10]喷嘴结构及喷射条件对内混式空气雾化性能影响试验研究[D]. 江莉.长安大学 2015
本文编号：3369869
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