本文選題：計算流體力學 + 燃煤電廠��； 參考：《環(huán)境科學研究》2017年12期

【摘要】：為研究燃煤電廠的煙氣擴散,采用計算流體力學(computational fluid dynamics,CFD)方法對燃煤電廠煙氣排放中污染物(包含氣態(tài)污染物和固態(tài)顆粒物)的擴散形態(tài)進行模擬.燃煤電廠的排煙方式主要有煙塔合一和煙囪兩種,根據幾何參數建立煙塔合一及煙囪的數值模型,采用納維-斯托克斯方程(Navier-Stokes equations,N-S equations)求解流場及氣態(tài)污染物濃度場,采用離散相模型(Discrete Phase Model,DPM)計算固態(tài)顆粒污染物運動軌跡.結果表明:對于氣態(tài)污染物,由于冷卻塔下游漩渦的卷吸作用,采用煙塔合一排放的煙氣最大濃度和超標范圍隨環(huán)境風速的增加逐漸增大,不利于煙氣擴散.但隨著環(huán)境風速的增加,空氣的對流作用逐漸增強,從而加速了煙氣的擴散.在漩渦和環(huán)境風的綜合作用下,煙氣的最大濃度和超標范圍在環(huán)境風速為6m/s時達到最大值,隨后隨著環(huán)境風速增加而減小.采用煙囪排放的煙氣由于漩渦作用很小,因此其最大濃度及超標范圍隨風速的增加呈遞減趨勢.得益于煙氣在冷卻塔內的預擴散,采用煙塔合一排放的煙氣最大濃度比采用煙囪排放的煙氣最大濃度低將近1個數量級,但這種優(yōu)勢會隨著環(huán)境風速的增加而減小.對于固態(tài)污染物,冷卻塔后方的漩渦會加速顆粒物的擴散,因此采用煙塔合一排放的顆粒物的擴散狀態(tài)遠優(yōu)于采用煙囪排放的顆粒物的擴散狀態(tài).
[Abstract]:In order to study flue gas diffusion in coal-fired power plants, the diffusion patterns of pollutants (including gaseous pollutants and solid particles) in flue gas emissions from coal-fired power plants were simulated by computational fluid dynamics (CFD) method. There are two types of exhaust gas in coal-fired power plants: smoke tower integration and chimney. According to the geometric parameters, the numerical model of smoke tower integration and chimney is established. The Navier-Stokes equations Navier-Stokes equationsN-S equationsare used to solve the flow field and the concentration field of gaseous pollutants. Discrete Phase Model (DPM) was used to calculate the motion trajectory of solid particle pollutants. The results show that, for gaseous pollutants, due to the entrainment of the vortex downstream of the cooling tower, the maximum concentration and exceeding range of flue gas emitted by the smoke tower increase with the increase of the ambient wind speed, which is not conducive to the smoke diffusion. However, with the increase of the ambient wind speed, the convection effect of the air increases gradually, which accelerates the smoke diffusion. Under the combined action of swirl and ambient wind, the maximum concentration and exceeding range of flue gas reach the maximum when the ambient wind speed is 6m/s, and then decrease with the increase of ambient wind speed. The maximum concentration and exceeding range of flue gas emitted by chimney are decreasing with the increase of wind speed because of the small swirl effect. Due to the pre-diffusion of flue gas in the cooling tower, the maximum concentration of flue gas emitted by the smoke tower is nearly one order of magnitude lower than that of the smoke from the chimney, but this advantage will be reduced with the increase of the environmental wind speed. For the solid pollutants, the swirl behind the cooling tower will accelerate the diffusion of particulate matter, so the diffusion state of the smoke tower emission is much better than that of the chimney emission.
【作者單位】： 南京信息工程大學大氣物理學院;國電環(huán)境保護研究院國家環(huán)境保護大氣物理模擬與污染控制重點實驗室;南京信息工程大學環(huán)境科學與工程學院;
【基金】：國家自然科學基金項目(41373023,91544229-02) 國家重大科學儀器設備開發(fā)專項(2014YQ060537)
【分類號】：X773

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本文編號：1964091