烟羽综合治理及冷却喷淋装置数值模拟优化研究

烟羽综合治理及冷却喷淋装置数值模拟优化研究随着国家对环境保护的日益重视,部分省市陆续将烟羽治理列入大气环境治理指标。

目前烟羽治理主要有三种技术路线:冷凝法、加热法和冷凝再加热法。

其中烟气加热方式主要有GGH(烟气-烟气加热器)和MGGH(中间热媒烟气换热器)等方式。

烟气冷凝方式较多,主要有:浆液冷却、加装烟气冷却器、另设喷淋塔降温等。

喷淋塔冷凝方式具有可协同消除部分污染物、降温幅度大、脱白效果好等优点。

MGGH有泄漏率低、调节范围广、布置灵活等优点。

经过综合对比,在综合条件允许的情况下更加推荐另设喷淋塔和MGGH的组合方式。

本文后半部分将喷淋塔作为研究对象,结合大唐某320MW机组的基本运行参数,查阅大量喷淋塔设计性经验文献,初步设计出喷淋塔的几何尺寸,然后利用CFD数值模拟确定最佳径高比和烟气进口角。

并针对内部流场分布不均匀问题进行了优化研究。

其中,喷淋塔内部流场的数值计算主要基于标准k-?离散相模型、SIMPLE算法、标准壁面函数等,结论对喷淋塔的设计和优化具有一定的参考和指导意义。

结论简要如下:1)对于同侧进出口的喷淋塔,径高比在0.550左右,烟气进口角在15°左右,喷淋塔的内部流场均匀度相对稍好,在不安装优化板前,空塔流线分布都不太均匀,喷淋对烟气具有一定的整合作用,压降阻力主要来自于喷淋;2)优化板的安装高度对喷淋塔的内部流场有较大的影响,其主要影响喷淋塔旋流的大小、分布及优化板上部烟气的整体速度方向等。

优化板的安装高度过低或过高都不利于喷淋塔内部流场均匀分布。

针对本尺寸和形式喷淋塔模型,建议优化板安装在6.25m左右;3)优化板开
孔率对喷淋塔内部流场和速度梯度分布有较大的影响,其主要影响旋流分布位置和速度均匀性等。

开孔率过高或过低都不利于内部流场的均匀分布,开孔率越小,烟气的通过阻力越大。

从流线均匀性来看,优化板开孔率为32.12%时较好;4)开孔率32.12%时,优化板开孔直径参数对喷淋塔内部流线均匀性分布影响不大,但孔径对烟气速度均匀性分布影响较大。

在一定范围内减小孔径,更有利于优化板上方烟气速度均匀性分布。

在保证开孔率不变的情况下,孔径越小,烟气通过的压降越小。