基于非均匀入口条件的SCR氨喷射方法

为了提高选择性催化还原(SCR)脱硝系统烟气流场和还原剂浓度在反应器内分布的均匀性,以300MW四角切圆燃煤锅炉SCR系统为原型,基于更符合SCR工程实际的非均匀入口边界条件,采用数值模拟计算方法,分析不同氨喷射方法时还原剂的分布特性和标准偏差.结果表明:SCR入口NO通量偏差大,最大值为46.7%;弯道C布置4块导流板时,E-E截面速度偏差系数从18.13%降低到13.61%;SCR入口采用涡流板均匀喷氨时,E-E截面氨氮比标准偏差系数Ch为17.52%,调整为非均匀喷氨时,Ch为15.56%,不均匀性效果改善不明显;SCR入口采用喷氨格栅多喷嘴设置,且实行分区非均匀喷氨控制方法时,E-E截面的Ch降低至4.72%,对流场速度均匀性分布几乎没有影响,说明该方法是SCR系统还原剂有效控制方法.     

选择性催化还原脱硝系统烟道中导流板设计数值模拟

采用Fluent对4种选择性催化还原(SCR,selective catalytic reduction)脱销系统烟道弯曲段导流板设置方案进行了模拟,模拟过程基于标准K-ε湍流模型和2D模型,通过对速度分布图和进出口压力降的分析,探讨了导流板设置对烟道出口速度分布、压差和能量损耗的影响,得出结论:在烟道中设置导流板,可以显著改善流场的分布.而合理的导流板设计不仅能使流速变得均匀,而且还可以降低烟道的能量损失和压降.当导流板设计过大时,虽能更好的改善流场,但因其本身对流体阻力的增大,将导致烟道的能量损失和压降增大.研究结果对SCR脱销系统的研发提供了参考.     

烟叶烘烤试验箱内流热场数值模拟与导流板参数优化

为了提高烟叶烘烤试验箱内流热场分布的均匀性,采用计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)方法模拟了试验箱内挂满烟叶情况下的气流场和温度场,结合正交试验法探究了箱内导流板结构和布置位置对气流均匀性和温度均匀性的影响。结果表明：考虑交互作用下导流板角度(A)、导流板高度比(B)和导流板距离差(C)三个因子对试验箱内总均匀性影响的主次顺序为A×B>B>A×C>C>A>B×C,交互作用明显。使箱内总均匀性效果最佳的导流板参数组合为A2B1C2。加装最佳组合导流板的温度不均匀度相比无导流板的温度不均匀度降低了62%,速度不均匀度相比无导流板的速度不均匀度降低了68%,改善效果明显。研究成果在改善烟叶烘烤试验箱烘烤质量,提高烟叶烘烤效率以及保证良好烟叶烘烤工艺数据库的建立上具有重要意义。     

结冰风洞变截面拐角数值计算与实验研究

为了降低变截面拐角流动损失,提高拐角出口速度均匀性,采用数值计算与实验相结合的方式研究了某型结冰风洞变截面拐角流动情况。研究结果表明:在未安装导流片的情况下变截面拐角流动会出现旋涡,造成能量损失,并会导致拐角下游速度均匀性较差;圆弧直线型导流片能够改善变截面拐角流动,降低整个流道压力损失;预偏角的选取对拐角流动具有较大影响,当预偏角为0°和2.5°时拐角段损失系数较小,随着预偏角增大为5°、7.5°、10°拐角段损失不断增加。     

选择性催化还原烟气脱硝系统冷模实验研究

以某电厂2×300MW燃煤机组选择性催化还原（SCR）烟气脱硝系统为研究对象建立了冷态实验模型,考察了导流板、喷氨格栅（AIG）及静态混合器对系统内速度场和浓度场的影响。实验结果表明：烟道内导流板的加入对系统内速度、浓度均匀性具有明显的改善作用,保证了反应器内速度分布变异系数（CV）低于15%、浓度分布CV低于10%;静态混合器的加入能进一步改善系统内的速度、浓度均匀性;新开发的三角形排布AIG比矩形排布AIG性能略优,而新开发的三角翼式静态混合器的混合效果明显优于传统圆管式静态混合器。     

锅炉转向室烟气调节屏的调节性能与优化设计

为解决锅炉尾部烟道中烟气气流分布不均匀性问题,在锅炉转向室内增设烟气调节屏,并通过数值计算和采用粒子图像测速仪（PIV）测量的方法对烟气调节屏的调节性能进行优化.在锅炉转向室内优化设计出3种不同的烟气调节屏装置,并引用不均匀系数和速度偏差系数定量评定烟道内流场的均匀性,结果显示增设烟气调节装置后气流场均匀程度明显变优....     

基于流场诊断的燃煤电站SCR系统喷氨优化及试验验证

为实现SCR系统的安全高效运行,采用CFD数值模拟技术开展660 MW燃煤电站SCR系统流场优化.根据喷氨格栅前烟气流动特性解析喷氨支管阀门权重,基于权重阀开展喷氨优化研究.分析了优化前后首层催化剂入口截面烟气速度/浓度分布特性,搭建冷态模化试验装置对数值模拟研究结果进行验证.研究结果表明:导流板合理优化布置可有效改善流场分布的均匀性,速度标准偏差可相对减少约71.30%;基于权重阀优化喷氨使喷氨特性与烟气流动特性匹配良好,改善了浓度分布的均匀性,浓度标准偏差相对减少约24.95%;冷态模化试验值与数值模拟值吻合良好,两者偏差仅为3.08%;流场/权重阀喷氨优化协同作用能够最大限度提升燃煤电站SCR系统的工作性能.     

拉幅定型机烘箱内风道的数值模拟与结构优化

为改善拉幅定型机烘箱内风道的气流分布和喷嘴出口速度不均匀的现象,采用Fluent 14.5软件对风道的流场和压力场进行数值模拟,分析风道的速度矢量图,计算不同位置喷嘴的出口速度.模拟计算结果表明:在风道内等间距安装5块倾斜角为4°的导流板,并调整风道锥角为3°时,可以很大程度改善风道内气流分布和喷嘴出口速度的均匀性,结构优化也较为合理可行.     

基于流固耦合的净化器内流场与热应力分析

运用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,分析了锥形扩张管与喇叭形扩张管净化器的内部流场.结果显示:锥形扩张管的内流场均匀性比喇叭形扩张管低;采用喇叭形扩张管可降低扩张段流体与壁面的分离程度,使涡流区域及湍动能耗散减少,净化器内部流场分布均匀性得以改善.基于无化学反应的耦合数值模拟发现,净化器进出气端锥所受热应力较大,而段管壳上较小;喇叭形扩张管净化器对改善净化器内部流场均匀性有利,但载体入口直管壳体周向温度分布不均匀和温度梯度大,导致喇叭形扩张管净化器进出气端锥热应力和变形大于锥形扩张管净化器进出气端锥.     

燃煤电站SCR系统气固流动与催化剂磨损的混合数值模拟与优化

以某660 MW燃煤锅炉SCR脱硝系统为对象,建立了电站实际烟气环境下的催化剂磨损评估模型.首先,利用计算流体力学软件(CFD)搭建SCR反应器模型,计算反应器内气流分布及飞灰颗粒轨迹.在此基础上,采用MATLAB软件构建催化剂床层内部详细结构,并以CFD模型计算的流场及灰场为边界条件,计算空间不同区域催化剂的磨损速率.模拟结果与冷态试验及磨损抽检试验结果吻合良好.结果表明,催化剂的磨损与入口流场均呈现双峰分布,割除整流器上方三角筋能使催化剂入口速度标准偏差从23. 2%下降至10. 2%,使磨损双峰大幅降低;改造转角烟道导流板能降低贴墙气流的速度,提高颗粒分散度,使催化剂入口飞灰浓度的标准偏差从63. 4%降至55. 6%,消除了前墙附近催化剂磨损过重的现象.     

鼓泡塔内气含率分布与流场的CFD模拟

采用CFD商业软件对单层分布器、双层分布器和带导流筒3种结构鼓泡塔内气液分散性能进行数值模拟。研究结果表明,随着通气量的增加,鼓泡塔内气含率增高,但其分布的均匀性变差。鼓泡塔内存在过渡流域和充分发展流域,在过渡流域,塔内水平截面平均气含率随轴向高度而增加,在充分发展流域,塔内水平截面平均气含率不随轴向高度变化,2种流域的分界线位置和鼓泡塔的结构有关,而几乎不受通气量大小的影响。在相同通气量下,双层分布器和带导流筒鼓泡塔内平均气含率比单层分布器鼓泡塔低,但双层分布器相对单层分布器鼓泡塔可改善在耗氧反应体系中氧气分布的均匀性,采用带导流筒鼓泡塔可改善液体在塔内循环,使气-液反应在塔内更加均匀。     

循环流化床脱硫器文丘里式入口对流动特性的影响

以循环流化床脱硫反应器为研究对象，所建的实验装置采用了工业上最新应用技术——文丘里管气体分布器，对文丘里扩散段和提升管内的速度场进行了测量，用速度分布不均匀度的概念详细讨论分析了气体轴向速度沿径向位置的分布和轴向发展规律，并与数值模拟解进行了对比．研究结果表明，装置的侧向进口结构和回料管的存在严重影响提升管底部气体速度分布的均匀性，提升管底部产生了不良的气体流动行为，在回料管一侧，甚至出现了旋涡，提升管段的稳定流动区域远离提升管的进口端．     

大港电厂3号锅炉再热器管屏超温的数值诊断

采用FLUENT商业软件对大港电厂3号锅炉再热器管屏金属出现的超温问题进行了数值诊断．研究了反切风的投入量及投入方式、炉膛风箱差压的大小、二次风下摆与否等因素对该锅炉燃用设计煤种时，对末级再热器入口（末级过热器出口）截面上的烟气速度分布和温度分布的影响．指出要有效地避免该锅炉再热器管屏出现超温现象，必须采取相应措施重构流场．根据影响流场的主要因素，设计了8个重构工况，几乎所有工况都对基准工况下的流场和温度场有修正作用，而尤以同时采用二次风反切并下摆、增大炉膛风箱差压等手段来重构后的工况，可以更好地修正此处的速度偏差和温度偏差，进而避免再热器管屏的超温．所获结果无疑对该锅炉的稳定、安全运行具有指导作用，同时对该厂的其他锅炉和国内相近容量和结构的锅炉也具有一定的借鉴意义．     

过热器分配集箱三通区域静压分布试验研究

热偏差与汽温偏差是大型电站锅炉过热器与再热器系统运行过程中存在的主要问题，也是导致过热器与再热器受热面超温爆管的主要原因。过热器与再热器系统采用三通引入、引出结构会产生较大的蒸汽流量偏差和热偏差，甚至导致受热面超温爆管。针对某660 MW超临界锅炉炉顶过热器分配集箱三通区域部分管子超温爆管问题，根据该过热器分配集箱的三通引入结构及受热面布置特点，对进口三通区域的静压分布进行试验研究，揭示了三通两侧分流比、三通区域支管分流比不同时三通涡流区的影响范围、三通涡流区不同部位以及三通两侧集箱的静压分布规律，指出进口三通区域涡流是该锅炉炉顶过热器超温爆管的主要原因，并提出了行之有效的对策。     

固井用油井水泥颗粒干混特性的数值模拟

在固井作业中,湿混方式混合时间长、原料浪费严重、环境污染大,因此气力干混技术日益得到重视。为探究干混时油井水泥与外掺料混合均匀程度的变化规律,确定最佳操作条件,利用FLUENT软件,采用欧拉-欧拉多相流模型对混拌罐内油井水泥颗粒和外掺料颗粒的混合过程进行数值模拟,分析了进气速度、进气口数量、物料装填顺序以及颗粒物性等因素对混合情况的影响。结果表明：气流速度较低时油井水泥与外掺料混合不均匀,气流速度过高则会出现颗粒局部集中；对本算例而言,气流为1m/s时可获得较好的混合效果；增加进气口数量不能明显改善颗粒混合的均匀程度；初始装填时,密度最大的颗粒不应置于最底层；颗粒密度对混合情况有较大影响,而粒径的影响较小。     

装载机冷却系统流场均匀性的CFD分析

运用CFD数值模拟技术,引入速度均匀性指数和速度变异系数的概念定量分析装载机冷却系统流场均匀性程度,利用速度矢量图、旋转涡量占比等值分布图分析装载机冷却系统流场不均匀的原因。研究表明,流场速度均匀性指数等于09时,与速度变异系数等于025时的流场均匀性相当,速度均匀性指数可以作为诊断流场是否均匀的标准;比较不同截面上的流场均匀性评价指标发现,散热舱内流场的均匀性在入口段表现优秀,在冷却风扇上下游却不合格,且均匀性程度沿冷却空气的流动路径逐渐降低;旋转涡量占比大是导致冷却系统流场不均匀的主要原因。试验测试结果验证了CFD数值模拟的可靠性,可为装载机冷却系统设计提供有效指导。     

强制对流烘箱内温度场均匀性研究

强制对流烘箱进、回风口的布置是影响箱内的温度场均匀性的关键因素,为了研究开发出更高性能的烘箱,通过数值模拟和实验测试的方法,研究了5种不同进、回风口形式的箱体构造设计方案(双边送风后置回风、双边送风置顶回风、单边送风对向回风、单边送风置顶回风、背部送风双边回风)下箱内的温度场流场,通过分析监测点温度、检测面平均温度,并计算能量利用系数和不均匀系数,结果表明单边送风对向回风是最优方案。优化后烘箱与原方案相比能量利用系数提高17.5%,温度、速度不均匀系数风别降低了26.5%、48.6%。实验测量得整体最大温差为2.5 K。整体最大温差降低了59.7%,温度场流场均匀度提高。     

半封闭式风室链条炉的均匀配风与风室密封的研究

文本以DZL4-13-AⅡ型半封闭式风室链条炉为对象,针对风室横向配风均匀性和风室间密封等问题进行理论分析和试验研究,总结了完善这种类型锅炉风室配风系统综合治理结果。所提供的均风装置可为工业锅炉制造厂和用户在节能改造中参考使用。     

连铸喷嘴气路加速环对喷嘴出口处液相运动与分布的影响

为获得更好的高速连铸二冷区铸坯冷却效果,本文提出在气-水雾化喷嘴气路通道内增设加速环装置。根据生产工艺条件,利用Fluent软件建立了优化前后气-水雾化喷嘴的三维气-液两相流模型,分析了喷嘴进水压力和进气压力对喷嘴出口处液相速度和液相体积分数分布的影响。结果表明,本文计算条件下,当喷嘴进水压力一定时,随着进气压力的增加,喷嘴出口处液相速度显著增大,液相体积分数呈减小趋势;当喷嘴进气压力一定,随着进水压力的增加,喷嘴出口处液相速度减小,液相体积分数整体呈增大的趋势;相同工况条件下,喷嘴气路设置加速环后,喷嘴出口处的液相速度分布较优化前更稳定,液相分布均匀性得到改善。