多管文丘里循環(huán)流化床煙氣脫硫冷態(tài)試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬.pdf

1、循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)是國(guó)內(nèi)外正在研究并逐步工業(yè)化的一種先進(jìn)技術(shù)。現(xiàn)有流化床脫硫塔布風(fēng)板多采用單文丘里管，容易造成脫硫塔本體內(nèi)流場(chǎng)分布不均，隨著脫硫裝置的大型化，這種現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重。本文提出了多管文丘里循環(huán)流化床布風(fēng)板的設(shè)計(jì)。以 150Mw 煤粉鍋爐脫硫裝置為研究對(duì)象，進(jìn)行了入口段內(nèi)加裝流線型導(dǎo)流板、加裝簡(jiǎn)易直導(dǎo)流板和變文丘里管徑分布等三種改進(jìn)措施的設(shè)計(jì)，結(jié)合多管文丘里布風(fēng)板以改善脫硫塔本體內(nèi)的流場(chǎng)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)脫硫塔本體內(nèi)不同床體進(jìn)

2、口結(jié)構(gòu)的速度場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬，分析各種因素對(duì)其的影響規(guī)律，為研究循環(huán)流化床內(nèi)氣固兩相流動(dòng)、傳熱傳質(zhì)和脫硫過(guò)程以及優(yōu)化脫硫裝置結(jié)構(gòu)提供了理論依據(jù)。 本文遵循冷態(tài)?；挠嘘P(guān)相似原理，設(shè)計(jì)建造了多管文丘里循環(huán)流化床煙氣脫硫裝置的冷態(tài)模擬試驗(yàn)臺(tái)，采用先進(jìn)的 PIV(Particle Image Velocimetry) 對(duì)試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了非侵入式的測(cè)量，得到了脫硫塔本體內(nèi)的氣體流場(chǎng)和多個(gè)文丘里管內(nèi)的氣體流量分布，并運(yùn)用流量偏

3、差系數(shù)對(duì)各文丘里管內(nèi)的氣體流量分布及偏差產(chǎn)生原因進(jìn)行了深入分析與討論，同時(shí)測(cè)量了不同幾何結(jié)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)在不同工況下的阻力損失。結(jié)果表明，脫硫裝置的單側(cè)進(jìn)口結(jié)構(gòu)嚴(yán)重影響多管文丘里管群內(nèi)的氣體流量分布，使得脫硫塔本體內(nèi)的氣流產(chǎn)生了不良流動(dòng)行為。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)臺(tái)入口通道加裝不同形式導(dǎo)流裝置或者變文丘里管徑分布，都可以有效地優(yōu)化脫硫塔內(nèi)的氣體流場(chǎng)，采用流線型入口導(dǎo)流板或者變文丘里管徑分布不僅能使各文丘里管均流，改善脫硫塔本體內(nèi)的流場(chǎng)，而且不會(huì)明顯增加脫

4、硫裝置的阻力損失。 本文應(yīng)用FL,UENT軟件對(duì)循環(huán)流化床內(nèi)的氣體流動(dòng)特性進(jìn)行研究。采用前處理軟件 GAMBIT 進(jìn)行計(jì)算區(qū)域的網(wǎng)格劃分；采用有限容積法對(duì)模型的控制方程進(jìn)行離散化，壓力一速度耦合采用PC-SIPLE算法。運(yùn)用K一ε湍流模型對(duì)循環(huán)流化床不同幾何結(jié)構(gòu)入口形式的循環(huán)流化床氣體流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)值吻合良好。針對(duì) 150Mw 煤粉鍋爐脫硫裝置單側(cè)進(jìn)煙的系統(tǒng)布置方式，綜合考慮脫硫性能、壓力損失、施工和運(yùn)行