SCR脱硝装置的优化数值研究

静态混合器的结构与布局是保证反应器中烟气温度场、流动场和反应物浓度场均匀分布的关键。本文以某330 MW燃煤机组的烟气脱硝系统为研究对象,运用三维数值仿真方法,模拟烟道中烟气的流动速度、温度、氨浓度及流动方向,对混合器的结构进行优化,分析混合器的类型、摆放、数目与间隔,借此改善流场的均匀性,保证流动速度均匀分布。结果表明:加装混合器可以较好地改善SCR装置烟道内的流场;通过数值模拟,在优化后的模型结构中,反应器上游的烟气速度偏差不大于15%,烟气进入SCR反应器的流速偏差小于15%,入口烟气流向偏差不超过10%;氨氮比相对标准偏差不大于5%,入口温度分布偏差不超过10 K。

圆柱凸台阵列壁面对液膜强化换热特性影响研究

为了探究圆柱凸台阵列壁面对液膜强化换热的影响,以水幕换热为研究对象,以液膜强化换热为研究基础,简化物理模型,以数值模拟的方式分别求解不同初速度下圆柱凸台阵列壁面水幕模型与平整壁面水幕模型的换热量,通过对比得出圆柱凸台阵列对液膜强化换热的增强作用,分析初速度与圆柱底圆直径对强化换热的影响。结果表明:在低流速范围内,加入了圆柱凸台阵列的水幕模型的换热明显被强化,当V_(0)=0.3 m/s时,仅在1 m的计算域内,圆柱凸台阵列水幕与平整壁面水幕的单次温差为0.605℃;入口速度V_(0)越小,圆柱阵列下游受圆柱绕流影响越明显,液膜作用越强,温升越大;若直径D越大,则水幕流动受圆柱绕流影响越大,水层加热越不均匀,温升越大。

基于两种燃烧模型的重型燃气轮机燃烧室污染物排放预估研究

为有效预估重型燃气轮机NO_(x)的排放量,以某重型燃气轮机的燃烧室为研究对象,基于预混燃烧和柔和燃烧两种燃烧模型,应用数值模拟的方法研究燃烧室内温度分布的情况;采用响应面优化方法研究进口压力、燃烧区平均温度、一次风温对NO_(x)排放的影响;通过公式拟合方法,拟合出针对该重型燃气轮机燃烧室的污染物排放预估公式。结果表明:在操作压力及燃料相同的情况下,使用柔和燃烧模型对减少NO_(x)排放的效果更好;对比两种燃烧模型数值的优化结果及污染物排放预估公式,可发现燃烧区平均温度对污染物排放的影响最大,在基于预混燃烧模型的NO_(x)排放预估公式中,燃烧区的平均温度指数为-9.7;在基于柔和燃烧模型的NO_(x)排放预估公式中,燃烧区的平均温度指数为-76.69。

基于CRN方法的空气分级燃烧室NOx排放研究

快速预测和控制污染物是燃烧室技术发展的重要问题。因此,对一种空气分级燃烧室结构进行流动数值模拟,根据模拟结果构建燃烧室化学反应器的网络模型,探究一级绝热火焰温度对燃烧室NOx排放的影响并与传统贫预混燃烧室进行了比较,研究了空气分配比和停留时间对NOx排放的影响。结果表明:空气分级燃烧室排放NOx量比传统贫预混燃烧室少;减少一级空气的喷入量,使一级燃烧室处于富油燃烧,能有效降低NOx排放;在不影响燃烧室燃烧情况下,适当降低一级燃烧室停留时间,能达到降低NOx排放的目的。

两种燃烧模型对重型燃气轮机燃烧室污染物排放影响对比研究

为研究重型燃气轮机燃烧室NO_(x)排放预估问题,以M701型重型燃气轮机的燃烧室为研究对象,基于预混燃烧与柔和燃烧两种燃烧模型,应用数值模拟的方法研究燃烧室内的温度分布情况,采用优化分析的方法研究一次风量、二次风量、一次风温及二次风温对NO_(x)排放的影响。将两种燃烧模型的数值优化结果进行对比分析,结果表明:在燃料相同的情况下,采用柔和燃烧模型(适当提高一次风温)可以有效减少NO_(x)排放。

日光温室水幕的液膜强化换热特性研究

针对基于液膜作用的水幕强化换热问题,以全水域强化换热研究为基础,利用数值模拟方式,以水流初速度为变量,分析模型在不同出口温度、液膜厚度、壁面热流量以及壁面对流传热系数等因素影响下的强化换热效果。分析结果表明:在基于液膜作用的气水域模型中,水流会在低流速(V_(o)<0.5 m/s)范围内受到较强的液膜作用,换热强度显著提升;水层的初速度越小,温度升高幅度越大;壁面热流量越小,壁面对流传热系数越小,换热量越大。

V型球阀阀芯的优化设计与试验研究

为了解决V型球阀在较小相对开度情况下调节失稳的问题,提出了一套针对DN50型V型球阀阀芯的优化设计流程。该流程结合数值模拟法、样本均值评估法和面积平均等效法等方法,求解DN50型V型球阀阀芯的等百分比特性系数,并通过球阀阀芯的流量特性试验来验证该优化流程的合理性。试验结果表明:原始球阀阀芯在低于28.6%的相对开度范围内不具有很好的等百分比特性,经优化后,球阀的等百分比特性系数有了很大改善,球阀流量调节的稳定性变强;流量特性试验结果与优化设计得到的结果一致,进一步证明了针对DN50型V型球阀阀芯的设计流程的合理性,将该优化流程在DN100、DN150的V型球阀中进行应用,证明了该优化设计方法具有普遍适用性。

全水域温室水幕模型强化换热研究

为了探究水幕强化换热问题,建立了全水域水幕简化模型,分别对模型各部分的温度和换热量进行求解,并将换热量的解析解和数值解进行对比,以此验证理论计算方法与数值解法的合理性。研究结果表明,在沿水流的方向上,水流速度V保持不变,水层温度T稳步上升,模型中段换热量的解析解为208.05 W,数值解为211.27 W,解析解与数值解偏差小于2%,验证了理论解简化方式与数值求解的合理性,为进一步开展水幕换热特性研究提供了有效的数值解法。