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脫硫塔塔內流場結構分析

發布時間:2021-08-05 16:00:52 人氣:

美國巴威(B&W)公司較早將CFD技術引入WFGD的設計和改進當中。奧地利能源與環境股份公司(AE&E)[0借助CFD技術解決了德國Heyden的800MW機組WFGD系統脫硫效率不達標問題。近幾年來國內外的塔內流場研究主要集中于以下幾個方面:
                                                       
1、阻力特性研究脫硫塔內的阻力特性是脫硫塔設計的關鍵參數,而由于噴淋脫硫塔內的流場為氣液兩相流動,其阻力特性與單相氣相運動場存在巨大的差異。Dudek利用計算流體力學軟件CFX分析了塔入口段幾何形狀對塔內流場分布影響。對脫硫噴淋塔的流場和阻力特性進行了數值模擬,重點研究了不同噴淋層數和運行負荷時噴淋塔的阻力特性:系統噴淋塔內阻力特性進行了數值模擬,著重考察了不同塔徑、噴淋層間距和噴淋層數等設計條件及不同負荷、液氣比等運行工況下噴淋塔內阻力特性。采用數值計算方法考察了不同噴淋層的投運方式對塔內流場的影響。因為工程設計的需求,塔內阻力特性模擬研究被廣泛應用于設備選型。
 
2、出入口特性研究白云峰等以某660MW燃煤機組為例,對雙入口和單入口吸收塔的煙氣流場分別進行數值模擬。研究表明,雙入口塔入口不易積垢,流場均勻度也好于傳統吸收塔。對脫硫噴淋塔不同煙氣入口角度下的塔內流場進行了模擬。利用AnsysCFX對吸收塔空塔氣相動力流場進行模擬,探討并比較了不司吸收塔出口形式對其產生的影響,對比了吸收塔內壓力、矢量速度分布情況,可為后續吸收塔流場模擬及優化提供指導。采用Fluent進行數值模擬計算,論證吸收塔入口布置方式對塔內煙氣流場的影響。脫硫塔入口特性直接影響到塔內的流場,其模擬結果被廣泛地應用于指導工程設計。
 
3、溫度場特性研究
脫硫塔內的溫度對SO吸收及溶解反應有很大的影響,因此對脫硫塔內的流場和溫度場特性的模擬非常必要。以Fluent軟件計算了脫硫噴淋塔內的三維流場及溫度場。討論了不同機組容量下各個入口形式對噴淋塔內流場以及溫度場分布的影響。計算結果表明脫硫塔形狀及噴淋層高度對流場與溫場有很大的影響,實際行中應當低位噴淋與高位噴淋相互結合,從而獲得G好的脫硫效果。以典型的石灰石濕法脫硫噴淋吸收塔作為研究對象,根據計算所得到的速度和溫度場,然后通過比擬的方法分析了塔內的so吸收狀況。分析改進型煙氣入口型式對脫硫塔內部的流場和溫度場的影響,從而獲得塔內煙氣流場均勻,壓力損失無明顯增加的煙氣入口型式。以一種典型的石灰石/石膏濕法煙氣脫硫噴淋塔為研究對象,根據塔內工況,運用Fluent軟件計算了脫硫噴淋塔內三維流場和溫度場。塔內的脫硫化學反應對溫度場有很大的影響,而以上模擬過程往往忽略了化學反應對塔內溫度的影響。
 
4、流場特性研究
對不同負荷條件下吸收塔內煙氣流場的分布進行了模擬研究和分析。對300MW機組濕法煙氣脫硫噴淋塔內部進行了三維數值模擬。對不同噴淋層組和方式下的塔內煙氣流場進行模擬研究。預測了噴淋塔無噴淋和有噴淋2種條件下的氣相湍流流場分布、沿塔高方向不同截面上的氣速分布以及噴淋液滴的軌跡。]針對典型300MW機組脫硫系統噴淋塔采用可視化技術對噴淋層間距、噴嘴壓降、噴淋角變化時噴淋層噴淋效果、傳質特性和阻力特性進行了數值模擬研究。通過對某濕法煙氣脫硫系統噴淋塔的數值模擬,分析了液體分布環(LDR)對塔內煙氣流場的影響。對塔內氣液兩相流場進行三維數值模擬結果發現噴淋對塔內煙氣具有整合作用,可以有效地使氣體分布趨向均勻。對600MW機組內隔板噴淋塔進行數值模擬。針對濕法脫硫噴淋塔空塔內部的三維流場進行了數值模擬。運用CFD對塔內的流場和液滴運動軌跡進行了數值模擬,并根據數值模擬的結果對塔入口結構進行了相應的優化。其中模型的計算結果與試驗結果吻合較好。因為不同工程項目的需求不同,所以流場模擬被應用干解決不同的問題。脫硫塔內的流場結構模擬因為計算周期短,往往應用于指導工程設計;但是因為模型的問題無法了解塔內真實的脫硫過程,而單單對兩相流動的研究結果進行分析,限制對其計算結果的應用。

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