循环流化床半干法脱硫装置烟道流场模拟优化

摘要

在循环流化床半干法脱硫系统中,流场特性对于系统安全稳定运行、提高脱硫效率至关重要,其中,流场均匀性和稳定是整个系统的关键点.只有流化床设计和输送设备合理才可能保证脱硫系统的稳定高效运行.采用CFD数值模拟方法,结合某300 MW燃煤机组炉外半干法脱硫工程实例,针对脱硫塔区域烟道以及除尘器后烟道的流场进行建模计算,研究半干法脱硫系统普遍存在的烟气流场不均匀性问题及有效的改善措施.试验建立了2个模型,模型A范围自预除尘器出口4个喇叭口的联箱至布袋除尘器入口,此区域为主要脱硫反应的发生区;模型B范围自布袋除尘器出口至引风机入口联箱,该区域优化主要目的为降低系统阻力.计算过程中分析了不同导流叶片的布置位置、数量对烟气速度场、速度矢量及压力场特性的影响.优化结果表明,在模型A预除尘器出口采用典型的扩容联箱方案可以提升流场均匀性.但需考虑在扩容流速降低带来的积灰现象,调整烟道、钢结构积灰荷载的设计,提高安全裕度.在脱硫塔底部设置一块导流叶片,可以有效改善偏流现场,保证进入文丘里的烟气速度均匀性,同时系统阻力也得到较好控制,总阻力在2 200 Pa左右.布袋除尘器出口烟道(模型B)的核心优化要素为降低系统阻力.在弯头1处设置导流叶片,可有效改善速度分布,降低烟道阻力.导流叶片的数量为1～2片时效果较差,导流叶片的数量超过3片时,阻力基本达到最优值,气流分布也较好.弯头2处的导流叶片对降低阻力、提高烟气流场均匀性的影响不大.