發(fā)布時間：2020-04-27 13:42

【摘要】：靜電除塵器作為火力發(fā)電決定排放指標(biāo)的重要設(shè)備,已經(jīng)在我國電力生產(chǎn)中得到廣泛推廣和應(yīng)用。在實際應(yīng)用過程中電除塵仍然存在很多問題,如反電暈、二次揚塵、細(xì)小顆粒難以脫除等,而研究電除塵器內(nèi)顆粒運動過程是解決這些問題的關(guān)鍵,但電除塵器在實際運行時在電暈放電的作用下使得內(nèi)部形成電流體,這種電流體運動十分復(fù)雜,特別是電暈極與陽極板之間產(chǎn)生的電暈風(fēng)直接影響煙氣顆粒運動形態(tài),從而影響除塵效率,所以研究電暈風(fēng)的生成過程和帶電顆粒在電暈風(fēng)作用下的流動特性對改善電除塵器性能而言尤為重要。本文以煙氣顆粒在放電過程中的運動特性為研究主題,構(gòu)建了電暈放電的多離子理論模型和電暈風(fēng)數(shù)值模型,同時以帶電顆粒在混合物理場的輸運為分析對象,研究了不同粒徑的帶電顆粒在不同放電參數(shù)下的運動情況。本文首先對煙氣放電產(chǎn)物進行分析,提出了基于產(chǎn)物分離的多離子電暈?zāi)Ｐ?結(jié)合各類離子的吸附和遷移特性,考慮了電離過程中產(chǎn)生的離子遷移率和吸附率與電場強度之間的聯(lián)系,從而得到放電過程中除塵器內(nèi)空間電荷計算模型,并將空間電荷與流體控制方程中的體積力項相結(jié)合,構(gòu)建出了基于多離子電暈?zāi)Ｐ偷碾妱恿黧w力學(xué)的數(shù)值方程;描述了荷電顆粒在電場、重力和流體等物理場的作用下的受力模型,并將其與上述中的電暈風(fēng)模型進行耦合,得到了可以準(zhǔn)確高效的模擬復(fù)雜物理場協(xié)同作用下帶電顆粒運動問題的理論基礎(chǔ)。對不同參數(shù)下的針板放電過程進行伏安特性試驗,得到放電電壓、放電間距和針尖半徑的變化對伏安特性的影響,同時以上述中的理論基礎(chǔ)對實驗結(jié)構(gòu)中的放電電極進行數(shù)值模擬,將計算結(jié)果與實驗進行對比,驗證了本文構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型的合理性。通過對電暈發(fā)生瞬間放電間隙內(nèi)的場強強度和電子濃度分布進行分析,總結(jié)了針板放電的相關(guān)規(guī)律。采用構(gòu)建的電暈風(fēng)數(shù)值模型計算了針板放電過程中的電暈風(fēng)流場分布情況,并與文獻中的實驗結(jié)果進行定性定量分析,驗證了數(shù)值模型的準(zhǔn)確性,分析了不同放電參數(shù)對電暈風(fēng)流場的影響,對電暈風(fēng)的發(fā)展規(guī)律進行了詳細(xì)描述;研究了實際尺寸的電除塵線板放電過程中電暈風(fēng)運動形態(tài),并與文獻中線板放電情況下的電暈風(fēng)進行對比,得出了電除塵器入口速度與電暈風(fēng)發(fā)展之間的內(nèi)在聯(lián)系;通過數(shù)值方法模擬了不同結(jié)構(gòu)的陽極板和電暈極對電暈風(fēng)的影響,為解決因電暈風(fēng)造成的氣流擾動提供了有效方法。最后,以荷電煙氣顆粒在電除塵器內(nèi)輸運這一與實際工程問題相關(guān)的典型科學(xué)問題為研究對象,與前述的電暈風(fēng)數(shù)值模型相耦合,實現(xiàn)了顆粒在多場作用下運動特性研究,揭示了顆粒的帶電量、粒徑分布以及板間距等因素對顆粒在陽極板上沉積的影響情況,闡述了電暈風(fēng)對顆粒沉積過程中產(chǎn)生的影響,為解決因電暈風(fēng)造成的二次揚塵提供了可靠的依據(jù)。
【圖文】：

１第１章緒論逡逑１．１課題研究背景和意NB逡逑１．１．１課題背景逡逑隨茗我丨丨：業(yè)化程度不斷提高，制造業(yè)不斷強大，生活生產(chǎn)用電量越來越大，逡逑使得我國用電需求：Ｗ：不斷Ｉ．升，為滿足供電需求，裝機容量就需要逐漸增加，截逡逑至２０１６年底，全Ｗ發(fā)乜裝機容量達(dá)到１６．５億ｒ瓦，裝機容量持續(xù)排名世界前茅。逡逑圖１－１為我國各種發(fā)電形式的比例組成，可見煤電以仍然較大優(yōu)勢排在首位，火逡逑電裝機容Ｍ為１０５３８８刀千瓦，占全部裝機容ｆｔ的６４％；水電位居第：，裝機容逡逑量為３３２１１萬千瓦，占總裝機容量的２０％左右；并網(wǎng)風(fēng)電裝機容量１４８６４萬千逡逑瓦，并網(wǎng)太卩丨１能發(fā)電裝機容量為７７４２萬千瓦，核電裝機容量為３３６４萬丁瓦，分逡逑別占全部裝機容Ｍ的９％、５％和２°／。。逡逑

煙氣顆粒屬性對電除塵的影響主要體現(xiàn)在顆粒粒徑、顆粒成分、顆粒表面粘逡逑和濃度方面。理論上電除塵器的有效顆粒脫除粒徑在０．０１微米到１００微米之逡逑，但不同的顆粒粒徑脫除效率差異也很大，如圖１－３所示，可以發(fā)現(xiàn)０．５微米逡逑近的顆粒脫除效率很低，這是由于顆粒的荷電特性造成的，０．２微米到０．５微逡逑的粒徑范圍存在電場荷電和擴散荷電兩種方式，ｉｆｌｊＲ荷電量比較低，使得顆粒逡逑的電場力較小，在屯場作用卜向陽極板運動的速度很小，造成流體作用器主導(dǎo)逡逑川，從而不易被捕集。粉塵顆粒的比電阻是電除塵設(shè)訃屮不可忽視的重要設(shè)計逡逑數(shù)，而比電阻取決于煙氣粉塵物質(zhì)成分，大量研宄表明當(dāng)比電阻大于ｌ0＂Ｑｃｍ逡逑便會發(fā)牛反電暈，直接影響電除塵性能，同時高比電阻顆粒聚集在陽極板上后，逡逑ｌｌ壓梯度會增加，對后續(xù)向陽極板的顆粒起到排斥作用，同時也會增加放電空間逡逑電場強度，在陽極板上的粉塵形成絕緣擊穿現(xiàn)象。即反電暈現(xiàn)象，隨著粉塵不逡逑不斷聚集便會形成火花放電ｌＭ】。此外當(dāng)比電阻低于１０８ａｃｍ的顆粒聚集到陽逡逑板上后就會快速失去負(fù)電荷，在靜電感應(yīng)的效應(yīng)卜變成帶正電荷顆粒，在電場逡逑力的作用下早．現(xiàn)脫離陽極板的趨勢，脫離后的顆粒再次Ｍ到煙氣中并重新進行荷逡逑屯，荷電丨５再次被捕集，就形成跳躍現(xiàn)象，，隨著時間的推移，該部分顆粒便會離逡逑
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X773;TM621

【參考文獻】

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本文編號：2642314