高效捕集PM2.5的静电器及其W型极板结构的数值模拟分析

高压静电与催化模块的耦合技术,是协同净化大气复合污染物的有效方法。通过实验比较W板静电器和平板静电器对于亚微米颗粒的捕集性能,采用计算流体力学方法构建双级静电器内静电场、流场、颗粒场的多物理场耦合模型,重点研究收尘区W型极板的角度对亚微米颗粒捕集性能的影响机制,获取双级静电器内部的流场、静电场分布特性,并针对不同角度W板双级静电器中0.1μm、1μm、2.5μm颗粒的荷电特性及捕集效率展开研究。结果表明,相较于传统的平板静电器,W板静电器具有更高的捕集效率,在1 m·s^(-1)的风速下,W板静电器对亚微米颗粒的捕集效率提升约10%。W板静电器之所以能明显提高对亚微米颗粒物的去除效率,可归因于收尘区的W型结构内易形成漩涡,导致亚微米颗粒物碰撞和凝并,因此提高了对亚微米颗粒物的捕集性能。

一种W形药型罩的数值模拟及侵彻性能研究

为增强药型罩射流的侵彻能力,设计了一种W形药型罩,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,分别对W形药型罩和锥角药型罩的射流形成过程以及侵彻性能进行了数值模拟,分析W形药型罩形成射流的过程,并对2种药型罩的模拟结果进行比较。结果表明:W形药型罩形成的射流长度比锥角药型罩提高了6.0%,头部速度提升了5.9%,侵彻深度也提高了14.3%。

W型火焰锅炉空气分级模化实验和数值模拟研究

通过空气分级模化实验和数值模拟,研究W型火焰锅炉低NO_(x)燃烧方法。空气分级模化实验表明:在不引入OFA射流的情况下,E层二次风速为F层二次风一半、同时二次风下倾30°的工况取得了较好结果;在引入OFA射流后,由于下炉膛二次风的减弱,势必提高了一次风射流的穿透效果,因此二次风下倾角度宜选择为15°和30°,而OFA风率需要至少大于20%才能达到较好射流穿透效果,因此二次风下倾角度选择为30°较佳。数值模拟结果表明:W型火焰锅炉OFA风率20%、OFA下倾30°、E层二次风速为F层二次风一半和二次风下倾30°工况下,虽然飞灰可燃物含量略有增高,但NO_(x)排放量降低了约30%,取得了良好的低NO_(x)燃烧效果。

W型钢带加固方案及其对隧道衬砌安全性的数值模拟分析

针对天定高速秦州隧道洞内衬砌裂缝病害情况,在二衬结构整体稳定的前提下,为了保证衬砌结构安全储备,提出W型钢带加固方案。利用有限元软件模拟,采用荷载结构法对W型钢带加固后隧道结构受力进行计算,并分析结构的应力应变。结果显示:钢带加固后隧道整体安全稳定,加固后的隧道结构位移、弯矩及应力均较小,能够很大程度上提升结构稳定性。

W火焰锅炉氮氧化物排放特性数值模拟研究

W火焰锅炉将面临NO_(x)超低排放改造的要求,需要在现有的SCR脱硝系统上增加炉膛SNCR脱硝技术,而炉内NO_(x)浓度分布对SNCR脱硝效率有影响。炉膛NO_(x)浓度分布无法通过实际测量获得,为了优化设计SNCR脱硝技术方案,采用数值模拟计算分析不同负荷、磨煤机组合方式下炉内NO_(x)质量浓度分布。以某660 MW燃煤机组W火焰燃烧方式锅炉为研究对象,研究结果显示,100%BRL、75%BRL和50%BRL磨煤机运行台数分别为6台、5台和4台,燃烧器喷口生成NO_(x)质量浓度较高区域的值分别为950 mg/m^(3)~1000 mg/m^(3)、800 mg/m^(3)~900 mg/m^(3)和600 mg/m^(3)~800 mg/m^(3),NO_(x)质量浓度与锅炉负荷呈正相关变化关系。磨煤机组合方式影响炉膛NO_(x)质量浓度分布均匀性。100%BRL负荷采用ABCDEF 6台磨煤机运行、75%BRL负荷采用BCDEF和ABCDF磨煤机组合、50%BRL采用BCDE磨煤机组合较合理。W火焰锅炉超低排放改造采用SCR组合SNCR的脱硝技术时要重点关注炉膛水平折焰角截面上NO_(x)浓度分布,优化设计NH3喷口数量、位置和各喷口喷NH3量,使得SNCR脱硝处于最佳运行水平。

W火焰锅炉结渣特性数值模拟

采用结渣模型耦合气固两相流动燃烧模型,对一台DG1025/18.2–II14型W火焰锅炉结渣特性进行了数值模拟,结合现场运行状况,对结渣位置、程度及原因进行了分析。结果表明,该锅炉的结渣位置主要是下炉膛侧墙、拱部燃烧器区域和前后墙局部区域。炉膛中心区域温度比两侧高,气流膨胀更迅速,压力更高,挤压两侧气流沿炉膛宽度方向向侧墙运动,产生偏斜,火焰冲刷侧墙,是导致W火焰锅炉侧墙结渣的根本原因。锅炉变工况运行时,切停或切换部分燃烧器,使炉内局部空气动力场偏斜,冲刷已关闭了燃烧器的拱部和前后墙区域,则是导致拱部燃烧器区域和前后墙局部区域结渣的主要原因。

W火焰锅炉结构效应对火焰影响的数值模拟

定义锅炉本体结构所导致的火焰中心偏置为锅炉的结构效应。对2台使用不同类型燃烧器的W火焰锅炉的煤粉燃烧过程进行数值模拟,分析燃烧器类型、二次风配风方式与结构效应对火焰中心偏置的协同作用规律。计算与分析结果表明:折烟角与水平烟道强迫高温烟气流动方向改变,影响到炉膛内烟气压力分布,致使火焰中心偏向前墙;降低拱部燃烧器出口气流的旋流强度,火焰中心显著下移;从前后墙送入的二次风可有效平衡锅炉的结构效应,提高前后墙送入的二次风量可有效控制火焰中心向前墙的偏移。

3种型号W火焰锅炉结渣特性的数值模拟

采用结渣模型耦合气固两相流动燃烧模型,对3种不同型号W火焰锅炉的结渣特性进行了多工况数值模拟,结合实际运行状况,对结渣位置、程度及原因进行了对比分析.结果表明:在燃用结渣倾向相同的煤时,不同型号锅炉的结渣特性有明显差异,这是由于炉膛结构尺寸、下炉膛热力参数、燃烧器类型、分级二次风配风方式等不同造成的;切停侧边燃烧器、降低锅炉负荷和燃用结渣倾向低的煤都能有效减轻侧墙结渣,显著改善锅炉结渣特性.为此,提出了防止W火焰锅炉结渣的措施.

变负荷下W型火焰锅炉燃烧特性的数值模拟研究

针对W型火焰锅炉在100%,80%,60%负荷下不同过量空气系数的情况进行数值模拟,从而揭示出负荷变化对锅炉内温度场、流场、氧气浓度以及NO浓度的影响。计算与分析的结果表明:在不同过量空气系数下100%负荷与80%负荷的流场与温度场都比较均匀,相差不是很大,而60%负荷时较为明显地偏向后墙,并且炉膛温度较低。在同样降低20%负荷的条件下,改变过量空气系数的情况下,NO浓度变化幅度由100%降低到80%负荷要高于80%负荷降低到60%负荷,氧气浓度变化则相反。

W底流口旋流器分离性能的数值模拟与试验研究

针对尾矿筑坝用旋流器底流浓度低、细颗粒含量高的问题,提出一种W底流口旋流器。通过数值模拟和试验对比分析了φ50mm旋流器配置W型底流口和普通底流口时的分离性能。模拟结果表明,采用W底流口后,流体的轴向、切向和径向速度均变小,离心力减小,停留时间变长,使底流浓度升高,细颗粒含量减少;试验结果表明,底流浓度由62.4%增大到64.28%,底流中-20μm颗粒的含量由20.66%减小到17.47%。

火焰中心高度对W型火焰锅炉燃烧影响的数值模拟研究

火焰中心位置是影响W型锅炉燃烧的重要因素。利用数值模拟技术对某电厂300MW机组W型火焰锅炉炉内燃烧进行了3个工况的计算。通过分析各个工况下炉内温度场、侧墙结渣原因、NOx排放量以及炉膛出口处飞灰含碳量得出,炉内火焰中心位置下移时,下炉膛内温度水平升高,侧墙附近和炉膛中部压差减小,NOx排放量明显降低,炉膛出口处飞灰含碳量基本上呈线性降低。

W型火焰锅炉内无烟煤掺烧优化数值模拟

对两种典型无烟煤进行了工业分析及热重试验,应用双混合分数(PDF)模型对不同无烟煤掺烧方式下直吹式制粉系统W型火焰锅炉进行了数值模拟,得到了炉内烟气温度场、氧体积分数分布场及烟气速度场.结果表明:两种无烟煤的工业分析参数基本相当,但可磨性和燃烧特性存在明显差异;在炉前掺烧方式下,炉膛温度、氧体积分数分布以及速度场均较对称,但煤粉燃尽率比分磨掺烧方式下明显偏低,炉膛出口烟气温度比分磨掺烧方式下偏高;在分磨掺烧方式下,磨煤机运行模式对燃烧经济性有较大影响;无烟煤与无烟煤也存在混煤掺烧优化的空间,分磨掺烧方式可提高燃烧经济性.

W型火焰煤粉锅炉炉内过程的综合数值模拟及流场的实验研究

本文对Ｗ型火焰煤粉锅炉炉内气固两相流动、换热和气固两相湍流燃烧进行了全面的数值模拟及冷态流场试验研究。文中详细预报了上安电厂Ｗ型火焰煤粉锅炉炉内气固两相流动、温度场分布、各气相组份浓度场分布、发热率分布。

偏W型通风系统瓦斯浓度场数值模拟研究

煤矿井下80%的瓦斯需要通过井下通风系统来排放,通风系统安全可靠状况直接决定着整个矿井的安全或危险程度,是煤矿安全工作的重中之重。在高瓦斯矿井中,现有的U型通风工作面风流瓦斯超限严重,实际生产中多通过改变通风方式来解决这一问题。基于前人对采空区非均质多孔介质气体运移理论的研究,采用Fluent软件数值模拟研究了U型、U+L型和偏W型通风系统的静压力场和瓦斯体积分数场。结果表明:与U型和U+L型通风相比,偏W型通风的静压力场和瓦斯流场发生了很大改变;偏W型通风系统工作面与采空区的压力差比U型小,抑制了工作面向采空区的漏风;偏W型通风的漏风流由回风巷附近汇聚流出,形成漏风汇,采空区上隅角位置也由原来U型的轨道巷处转移至中间回风巷附近;在相同的瓦斯涌出和供风量下,偏W型通风工作面的风流瓦斯体积分数明显低于U型通风工作面,同时比U+L型工作面管理简单。将偏W型通风系统现场应用于段王矿090702工作面,对工作面瓦斯积聚的治理效果显著。研究表明,采用两边进中间回偏W型通风可以有效解决上隅角瓦斯积聚和回风巷瓦斯超限问题。

亚临界W火焰锅炉磨煤机组合运行方式优化数值模拟

在不同磨煤机组合运行方式下对一台600 MW亚临界W火焰锅炉炉内流动、燃烧、传热及NOx排放特性进行了数值模拟,并与实测结果进行了对比.结果表明:不同磨煤机组合运行方式对煤粉颗粒在炉内的燃烧、平均停留时间、燃尽率、NOx排放特性及侧墙壁面附近温度分布等均有不同的影响;在兼顾燃烧效率、大屏过热器入口截面烟气温度和飞灰含碳量的同时,相比于6台磨煤机同时运行,5台磨煤机组合运行、停运靠近侧墙磨煤机的方式有利于降低NOx的排放质量浓度,达到了减排目的,同时下炉膛翼墙及侧墙区域结渣程度明显减轻.

600MW“W”型火焰锅炉炉内燃烧过程的数值模拟

为了分析"W"型火焰锅炉爆管原因,对某电厂某台600MW"W"型火焰锅炉在100%,75%和50%负荷下以及不同煤质情况下的燃烧过程进行数值模拟计算,研究不同负荷及不同煤质时锅炉炉内速度场、温度场的分布。研究结果表明:100%负荷和50%负荷下速度场和温度场比较对称,75%负荷下则出现明显的偏斜;在100%负荷下,火焰冲刷下炉膛的前后墙两端较严重;在50%负荷下,炉膛火焰中心有所下移,冷灰斗处温度较高;在75%负荷下,后墙火焰冲刷前墙严重,上炉膛温度偏高以致过热器温度过高,这些区域都容易引起受热面结渣和爆管。

300MW机组W火焰锅炉改造的数值模拟与分析

利用CFX-Tascflow平台,对300 MW机组W火焰锅炉在基础运行工况下的炉内速度场和温度场进行了数值模拟,将模拟结果与采用抽气热电偶测量得到的试验值进行了比较,从而验证了模拟结果的准确性.通过对模拟结果的分析发现:锅炉侧墙压力偏低,造成煤粉气流向侧墙流动,引发结焦;炉内火焰中心偏上,造成飞灰含碳量高,减温水量大.根据计算结果提出4个锅炉改造方案并对其进行了模拟计算与分析,最终确定根据工况5进行锅炉的改造,经2个月的实际运行表明:飞灰含碳量下降了2%,减温水量下降了15 t/h.

W型火焰煤粉锅炉炉内燃烧过程及污染物生成的数值模拟

对Ｗ型火焰煤粉锅炉炉内气－固两相三维流动，传热和气－固两相湍流燃烧进行了全面的数值模拟，计算了在满负荷及５０％负荷２种情况下，Ｗ型火焰煤粉锅炉炉内气－固两相流动、温度场分布和各气相组份浓度场分布，并进一步分析了污染物生成的规律，计算了ＮＯｘ在Ｗ型火焰煤粉锅炉中的分布情况。

W型蓄热式辐射管表面温度分布的数值模拟

以一套W型蓄热式辐射管实验装置为对象,利用商业CFD软件CFX4.3对蓄热式辐射管表面温度分布进行数值模拟,并与实验结果进行对比,重点分析了辐射管沿长度方向温度分布的规律及其影响因素。结果表明,高速煤气射流有利于提高辐射管表面温度,降低温差,改善温度分布均匀性。

FW型W火焰锅炉低氮燃烧系统改造数值模拟

针对FW型W火焰锅炉燃尽性差、飞灰含碳量高、NOx排放浓度高等问题,提出了高效低氮燃烧系统改造方案,并以某FW型W火焰锅炉为模型进行了数值模拟计算,对比分析了低氮燃烧系统改造前后炉膛空气动力场、温度场、煤粉颗粒轨迹及NOx分布特点。结果表明,改造后NOx排放浓度由1 158.9mg/m3降至793.4mg/m3,炉膛出口烟气温度由1 126℃降至1 075℃,炉膛温度分布均匀,减温水流量和蒸汽温度偏差减小,提高了锅炉燃烧的稳定性和安全性。