300MW脱硫系统烟气均布技改数值模拟分析

摘要

随着计算流体力学(CFD)近些年的发展，引入CFD对脱硫喷淋塔进行设计大大减少了投资和研发周期。利用CFD商业软件强大的模拟功能，建立喷淋塔全尺寸几何模型，对物理过程进行合适的简化并进行数值模拟，获取喷淋塔内部的局部以及瞬时数据，得出定性、定量分析的结果，指导喷淋塔优化改造设计。
　　本文基于某发电厂两台炉共用一个吸收塔改为一炉一塔的实际工程改造需要，通过数值计算软件FLUENT对吸收塔进行全尺寸数值模拟。对烟气量减半后的吸收塔内气液两相流流场进行三维数值模拟，发现由于吸收塔进口管道以一定角度向下倾斜送风，仅仅依靠吸收塔内气流自身的扩容、扩散和惯性作用，难以实现气流沿吸收塔水平截面的均布，吸收塔内部烟气充满度差，且在进风口上方存在烟气涡旋，导致脱硫效率低下。针对烟气量减半后，吸收塔烟气进口上方存在烟气稀相区，大量浪费吸收剂致使脱硫效率较低的问题，提出在烟气进口上方加装孔径为100-150mm、开孔率40％的均布板。模拟发现加装均布板可以大幅提升吸收区的烟气分布均匀性，有效提高脱硫效率。针对烟气量减半后烟气实际流速远低于除雾器设计风速的问题，提出封堵部分除雾器通道以提高除雾器处烟气流速的方案。模拟显示在除雾器压降在小幅度增大的前提下，较好的提高了除雾器内烟气流速。针对脱硫塔烟气处理量减半，碱液喷淋量大幅减小对喷淋塔内部的喷淋方案进行调整。对比模拟发现，利用下四层喷淋、并对最下两层采用双向喷嘴的喷淋改造方案能使浆液喷淋更加均匀，最大幅度保证了脱硫吸收塔的脱硫效率。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及其意义

1．2 湿法烟气脱硫系统

1．2．1 吸收塔

1．2．2 除雾器

1．3 国内外研究动态

1．4 课题研究内容

第2章 脱硫塔内烟气湍流过程数学模型

2．1 FLUENT简介

2．2 脱硫塔内流体计算数学模型

2．3 液滴湍流运动模型

2．4 随机轨道模型

2．5 多孔介质模型

2．5．1 多孔介质的动量方程

2．5．2 多孔介质中能量方程

2．5．3 多孔介质的有效传导率

2．6 本章小结

第3章 吸收塔内部改造分析

3．1 吸收塔几何模型

3．2 基本假设

3．3 边界条件及收敛条件设置

3．4 模拟结果分析

3．5 本章小结

第4章 吸收塔改造及效果分析

4．1 加装均布板

4．2 除雾器封堵

4．3 吸收塔喷淋方案研究

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读工程硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

作者简介