燃煤電廠經(jīng)脫硫后的煙氣通過高煙囪排放后,為解決由于煙氣濕度增加而產(chǎn)生“石膏雨”的情況,需要增加煙氣再加熱系統(tǒng),不但增加投資還導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜、故障頻發(fā)。隨著燃煤發(fā)電技術(shù)的發(fā)展以及環(huán)保要求的逐漸提高,在我國北方地區(qū)的燃煤電廠采用排煙冷卻塔技術(shù)可以杜絕“石膏雨”的產(chǎn)生,還可以取消煙囪及其煙氣再加熱系統(tǒng),減少環(huán)保設(shè)施故障,節(jié)約了投資。排煙冷卻塔的優(yōu)勢(shì)在于,在正常的環(huán)境工況下,利用塔內(nèi)巨大熱量把鍋爐燃燒脫硫后的濕煙氣再加熱,能比采用煙囪排放方式獲得更高的抬升高度,從而使煙氣在大氣環(huán)境中獲得更好的擴(kuò)散效果。但在極端極大環(huán)境風(fēng)速條件下,煙氣通過冷卻塔排放擴(kuò)散條件變差,冷卻塔下風(fēng)向形成空腔區(qū)(即負(fù)壓區(qū)),空腔區(qū)近地面污染物濃度超標(biāo),引起環(huán)境問題。為進(jìn)一步研究燃煤發(fā)電廠采用排煙冷卻塔排放煙氣對(duì)周圍環(huán)境的影響,本文應(yīng)用空氣動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)及計(jì)算機(jī)模擬等學(xué)科理論,開展了某燃煤電廠項(xiàng)目排煙冷卻塔環(huán)境風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)與模型數(shù)據(jù)的分析研究,驗(yàn)證了煙氣擴(kuò)散機(jī)理,掌握排煙冷卻塔排放煙氣的擴(kuò)散動(dòng)態(tài),確定了排煙冷卻塔下風(fēng)向空腔區(qū)的大小以及煙氣污染物落地濃度,劃定了大氣環(huán)境防護(hù)區(qū)距離,為燃煤電廠采用排煙冷卻塔技術(shù)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供可靠依據(jù)。本文主要開展了以下研究,并取得了一些重要成果:1.通過對(duì)煙氣擴(kuò)散的形成過程進(jìn)行分析研究,對(duì)排煙冷卻塔空腔區(qū)流程分布特性的分析,驗(yàn)證了排煙冷卻塔空腔區(qū)的形成機(jī)理是:穩(wěn)流-相對(duì)固定漩渦-交替渦街-交替渦街-空腔區(qū)-紊流。2.本文應(yīng)用空氣動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)及計(jì)算機(jī)模擬等學(xué)科理論,合理搭建了某燃煤電廠排煙冷卻塔環(huán)境風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。根據(jù)模擬采用幾何相似、邊界條件相似、兩種流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似等理論要求,確定了風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)的模型比例。通過對(duì)多種形式風(fēng)洞的對(duì)比分析,合理搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),優(yōu)選出適合于大氣污染實(shí)驗(yàn)?zāi)M的直吸式雙實(shí)驗(yàn)段環(huán)境風(fēng)洞,用于本實(shí)驗(yàn),并做了適當(dāng)完善。確定本實(shí)驗(yàn)風(fēng)洞基本參數(shù)是:寬3.5m,高2.2m,長20m。風(fēng)速調(diào)整范圍0.1～6.4m/s。優(yōu)選了測(cè)量儀器,確保了測(cè)試參數(shù)準(zhǔn)確可靠。3.開展了排煙冷卻塔環(huán)境風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)與模型數(shù)據(jù)的分析研究,驗(yàn)證了煙氣擴(kuò)散及空腔區(qū)形成機(jī)理,得到了排煙冷卻塔空腔區(qū)大小及煙氣擴(kuò)散濃度與煙塔距離的規(guī)律。通過實(shí)驗(yàn)分析研究,隨著環(huán)境風(fēng)速的逐步增加,煙氣在排煙冷卻塔出口背風(fēng)面出現(xiàn)負(fù)壓回流現(xiàn)象,局部形成流動(dòng)死區(qū),煙羽出現(xiàn)向下卷夾狀態(tài),驗(yàn)證了冷卻塔空腔區(qū)的存在�？涨粎^(qū)及下風(fēng)向煙氣濃度在距離塔邊緣范圍內(nèi)邊界效應(yīng)明顯,隨著距離的增加,逐漸消弱直至消失。兩塔縱向迎風(fēng)工況下,濃度最高,疊加夏季溫差小的因素,最不利于煙氣擴(kuò)散。4.開展了煙塔附近區(qū)域大氣環(huán)境防護(hù)距離的研究,通過不同風(fēng)向條件下空腔區(qū)大小及煙氣濃度疊加分析,確定了煙塔附近區(qū)域大氣環(huán)境防護(hù)距離。本次實(shí)驗(yàn)測(cè)量兩塔縱向迎風(fēng)風(fēng)向(NE風(fēng)向)、兩塔橫向迎風(fēng)(SE風(fēng)向)、兩塔中心連線與風(fēng)向成45度(S風(fēng)向)三種風(fēng)向下空腔區(qū)大小。模擬了最不利的工況—夏季(煙氣溫度與環(huán)境溫度的溫差最小)不同風(fēng)速條件下下風(fēng)向不同距離處SO2、NO2、PM10的濃度,通過空腔區(qū)大小及煙氣濃度疊加分析,最終確定本項(xiàng)目的大氣防護(hù)范圍:是以冷卻塔為圓心,半徑415m畫圓,高度在1500m以內(nèi)近距離區(qū)域。
【學(xué)位單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM621
【部分圖文】：

圖１－２常規(guī)煙囪與排煙冷卻塔逡逑

圖１－３煙囪與排煙冷卻塔示意圖

圖１－４常規(guī)煙囪與排煙冷卻塔煙氣抬升圖逡逑本文以某燃煤電廠排煙冷卻塔模型為研究對(duì)象，通過環(huán)境風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)對(duì)排煙冷逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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1 馬進(jìn);姜益善;沈凡卉;田文鑫;徐yN;;冷卻塔排煙風(fēng)洞模擬[J];中國電力;2015年06期

2 蔣曉鋒;馬欣敏;朱一飛;劉明勇;黃雋佳;;間接空冷三塔合一的數(shù)值模擬[J];汽輪機(jī)技術(shù);2015年02期

3 張麗娜;趙林;陳璐;馬U

本文編號(hào)：2812701