【摘要】：2015年12月11日環(huán)境保護(hù)部、發(fā)展改革委、能源局印發(fā)《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》,提出到2020年,全國所有具備改造條件的燃煤電廠力爭實(shí)現(xiàn)超低排放。對污染物控制的嚴(yán)格化勢必導(dǎo)致減排代價的提高,濕法脫硫塔作為燃煤電廠高能耗環(huán)保設(shè)備,其巨大的漿液循環(huán)量和煙氣系統(tǒng)阻力等使發(fā)電機(jī)組供電煤耗上升約3～6g/(kW · h)。對脫硫塔能源利用率認(rèn)識的不足是其節(jié)能運(yùn)行、改造的一大障礙,因此目前亟待對超低排放條件下濕法脫硫塔的能效變化規(guī)律進(jìn)行研究,并形成一定的評價分析方法。本文依據(jù)雙模理論以及Abramzon-Sirignano湍流液滴蒸發(fā)模型構(gòu)建了濕法脫硫塔傳熱、傳質(zhì)模型,采用Realizable k-epsilon湍流模型描述了煙氣湍流流動、DPM模型描述漿液液滴運(yùn)動過程。以某電廠150 MW超低排放機(jī)組濕法脫硫塔為研究對象進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。模擬結(jié)果表明:(1)液/氣比和截面煙氣流速是影響脫硫塔內(nèi)傳熱、傳質(zhì)過程的關(guān)鍵參數(shù)。(2)傳熱方面,本文將脫硫塔入口至第一層噴淋層之間的區(qū)域定義為“核心傳熱區(qū)”。隨著液/氣比增加煙氣降溫行程逐步減小,熱量傳遞的主要區(qū)域從合金托盤上側(cè)向其下側(cè)轉(zhuǎn)移;隨著截面煙氣流速增大煙氣降溫行程增大,高溫區(qū)域向上方及脫硫塔入口對側(cè)延展,氣液分界面向脫硫塔入口對側(cè)擴(kuò)張。(3)傳質(zhì)方面,脫硫效率隨著液/氣比增大而增大,在液/氣比超過22 L/Nm3以后,脫硫效率基本不變;脫硫效率同截面煙氣流速呈現(xiàn)正相關(guān)性,氣液兩相湍動相較于煙氣滯留時間對二氧化硫傳質(zhì)過程的促進(jìn)作用更大;入口 SO2濃度對脫硫效率影響很小。(4)增效設(shè)備能明顯改善“短路煙氣”傳熱、傳質(zhì)過程。本文設(shè)計(jì)了基于電耗的能耗計(jì)算方法,即將石灰石消耗和工藝水耗折算為電耗,把濕法脫硫塔能耗統(tǒng)一在電耗上。綜合考慮能耗和脫硫性能兩個因素,依據(jù)不同分析策略提出了 3個能效分析指標(biāo)(脫硫用電率IC/O、脫硫效能比IS/C和脫硫能效值IC/S),研究了濕法脫硫塔能效分析方法。本文選用IC/S作為能效分析指標(biāo)。本文以指標(biāo)IC/S作為因變量,研究超低排放條件下運(yùn)行參數(shù)、煙氣參數(shù)和技術(shù)參數(shù)對濕法脫硫塔能效的影響規(guī)律。數(shù)值模擬結(jié)果和運(yùn)行數(shù)據(jù)表明:(1)IC/S隨截面煙氣流速而減小,隨液/氣比增加呈線性增長。(2)IC/S隨著入口 SO2濃度增加而減少,兩者近似呈反比例函數(shù)關(guān)系,但入口 SO2濃度不是IC/S的直接影響因素。(3)SO2質(zhì)量流量是影響能效指標(biāo)IC/S大小的主導(dǎo)因素,IC/S隨著SO2質(zhì)量流量增加而不斷減小,當(dāng)SO2質(zhì)量流量大于1200kg/h時,變化趨勢逐漸趨于平緩;按運(yùn)行噴淋層數(shù)劃分能夠得到多條明晰的IC/S變化曲線,曲線間距代表運(yùn)行噴淋層數(shù)增加導(dǎo)致的能耗增加值。(4)機(jī)組負(fù)荷對IC/S影響很小,實(shí)際運(yùn)行中兩者間沒有明確的關(guān)聯(lián)。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X773
【圖文】：

能耗的增效結(jié)構(gòu)設(shè)備，整套系統(tǒng)由脫硫塔子系統(tǒng)、煙氣子系統(tǒng)、石膏脫水及儲存逡逑子系統(tǒng)、石灰石漿液制備子系統(tǒng)、工藝水子系統(tǒng)、漿液排放及收集子系統(tǒng)和廢水逡逑處理子系統(tǒng)等七大子系統(tǒng)構(gòu)成，其中最重要的就是脫硫塔子系統(tǒng)，如圖１－１所示。逡逑本文將濕法脫硫塔中的設(shè)備分為維持運(yùn)行設(shè)備和增效設(shè)備兩類，維持運(yùn)行設(shè)備又逡逑可依據(jù)運(yùn)行方式分為持續(xù)運(yùn)行設(shè)備和間斷運(yùn)行設(shè)備。逡逑；邐Ｌ邋．邋．邋＿邋．邐■—’逡逑ｊ邐．．…ｍ．．．．．煙氣系統(tǒng)；逡逑ｎ邐邐１逡逑一邐＝＝？－逡逑ｔ逡逑＿邋工乙水系￣邐＾邋＾邋ｓ邋ｓｒ４逡逑：邐邐；邐ｆｃ？－邐４ｆｔ邋ｉｆ邋＊邐｜逡逑邐＾邐Ａ邋Ａ邋Ａ邋Ａ逡逑煙氣系統(tǒng)邐？吸收塔邐Ｙ邋ｙ邋ｔ邋一逡逑循環(huán)漿液泵逡逑！邐Ｉ邐ｊ邐逡逑石膏漿液泵邐Ｉ邐！逡逑Ｉ邐Ｉ邐：邋ｉ邋＾邋ｉ邐邐逡逑ｔ邐Ｉ邐ｖ邐＾邐石灰石漿液制逡逑Ｃｊ邋（ｊ邋ｕ脈沖懸浮泵邐＜邐備系統(tǒng)逡逑…岕艦邐：邐＾逡逑石膏脫水及存邐漿液排放及收逡逑儲系統(tǒng)邋｜邐集系統(tǒng)逡逑圖１－１脫硫塔子系統(tǒng)圖逡逑１．３．１維持運(yùn)行設(shè)備逡逑脫硫塔中保證脫硫進(jìn)程進(jìn)行維持系統(tǒng)正常運(yùn)作的設(shè)備可稱之為維持運(yùn)行設(shè)逡逑６逡逑

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑充分混合接觸，對脫硫效率產(chǎn)生有利影響。逡逑合金托盤也稱為孔板，如圖１－２所示，布置在最下層噴淋層與脫硫塔入口之逡逑間，可以很大程度上改善塔內(nèi)煙氣流動不均勻的問題，使之得到很好的均布效果，逡逑避免局部煙氣聚集對脫硫過程產(chǎn)生不良影響。此外，漿滴落到孔板上部積累有一逡逑定高度的持液層，可以起到類似“鼓泡塔”的效果，增加煙氣與石灰石漿液的接逡逑觸機(jī)會與傳質(zhì)面積，較大的提高了脫硫效率和粉塵捕集率。部分廠家在常規(guī)合金逡逑托盤設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上結(jié)合ＣＦＤ數(shù)值模擬研究，發(fā)現(xiàn)采用非對稱、非均勻布孔設(shè)計(jì)，逡逑可以更加有效的提高脫硫塔內(nèi)煙氣流動均勻性，從而進(jìn)一步提升裝置整體的脫硫逡逑除塵性能。逡逑ＤＬ環(huán)板也稱為聚氣環(huán)或提效環(huán)，如圖１－３所示，布置在脫硫塔內(nèi)壁、各噴逡逑淋層下方0．５ｍ－ｌｍ處的環(huán)形擋板。在脫硫塔中心區(qū)域

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2733464