某新型蒸汽脉冲式声频清灰器清灰机理及经济性分析

燃煤锅炉受热面大都存在积灰和结渣现象,使用高灰分和高硫分煤的锅炉积灰问题更为严重。基于对现有清灰器的优缺点分析,本文推出一种新型蒸汽脉冲式声频清灰器。对该清灰器三维流道建模,结合声波清灰原理详细分析清灰过程中流体总压降随开度变化关系以及流场中压力和速度的变化趋势;对比某电厂安装该清灰器运行前后的部分关键数据,计算该清灰器带来的经济效益与环保效益。结果表明:清灰器开度变化时,流体域每一点均会产生压力和速度脉动,将流体的机械能转化为脉冲波振荡,从而实现清灰目的;该清灰器投运某锅炉后,排烟温度平均降低16.35℃,且未发生低温腐蚀,年节煤量与节汽量分别为1 650 t和21 192 t,CO_2与SO_2的年减排量为726 t和33 t,此外,每年还可减少约25 t烟尘和429 t灰渣排放,年发电耗煤节约160万元以上,年获益98万元。

某新型蒸汽脉冲式声频清灰装置的流场分析

为深入研究某新型蒸汽脉冲式声频清灰装置内的流动情况,建立了清灰器三维流道几何模型,并按照几何模型的复杂程度采用分区域法划分网格。通过Fluent软件对清灰装置内流道进行数值模拟计算,分析不同开度下装置内流体流动特性以及开度与速度对流道压损的影响作用。研究结果表明:流道内压降主要用来克服狭缝区因节流造成的压损,随着开度由20%增大至100%,狭缝区压力分布变化最剧烈的部位由上、下狭缝交接处逐渐上移至环形腔体与上狭缝交汇处;环形腔流道内流体由两侧对称流动,并且由两个狭长的旋涡逐渐变成绝大多数流体逆时针流动、少部分顺时针流动,旋涡数量变为一个且规模变小;流体总压降随狭缝开度增大而减小,且减小幅度随开度的增加逐渐降低,同一开度下,入口流动速度对流场总压降影响较小。结合中、大开度下清灰装置压降较小、流动稳定性较好这一情况,建议装置多在中、大开度下运行,以改善其稳定性并减少能量损耗。