论文部分内容阅读
电站锅炉SCR脱硝改造后,带来了下游空气预热器的硫酸氢铵(NH4HSO4,简称ABS)积灰,这种积灰不同于普通松散性积灰,具有强粘性,很难清除。然而,目前对ABS积灰的预测方法仍采用传统松散性积灰的计算方法,且传统积灰模型很少考虑积灰层的动态变化对烟气流速的影响。因此,本文以ABS粘结性积灰为研究对象,构建了可同时预测ABS粘结性积灰和松散性积灰的灰层动态计算模型,分析了某600 MW脱硝机组空预器内蓄热板间的动态积灰过程和特性,研究了不同板型及负荷对ABS积灰和松散性积灰的影响,并根据ABS积灰特点开发了一种空预器堵灰监测系统,为ABS粘结性积灰的研究和空预器吹灰提供理论指导。本文首先构建了可描述灰垢层动态生长过程的ABS粘结性积灰计算模型。通过构建ABS粘结性积灰的沉积判定准则,建立了ABS粘结性积灰模型;应用动网格技术,实现了可描述烟灰颗粒与波纹板壁面碰撞、粘附、生长及剥离的动态积灰模拟;并通过和实验数据的对比分析,验证了模型的准确性和可靠性。其次,应用所建动态积灰模型,计算了某600MW锅炉空预器的三种波纹板(改造前HS型、对照组HC型及改造后HCP型)的积灰过程,分析了空预器一个旋转周期(80 s)内的空气动力场及积灰强度、积灰厚度、积灰概率等积灰分布规律,并分析了蓄热板型对空预器内积灰特性的影响。结果表明:本文构建的动态积灰模型可描述灰垢外形生长过程及其导致的烟道压降变化,提高了计算精度;ABS粘结性积灰区的积灰概率基本在80%以上(与粒径无关),而松散性积灰区的积灰概率小于30%,且与飞灰粒径呈负相关;ABS粘结性积灰区的积灰强度为松散性积灰区的5倍及以上;三种板型的抗堵灰能力为HCP板型>HC板型>HS板型;HCP板型中的人字形波纹和弓形波纹的结合设计可有效降低冷端ABS粘结性积灰量,积灰量仅为HS型波纹板的50%,改造后蓄热板的选型具有一定的合理性。再次,计算了50%、60%、70%、80%、90%以及100%BMCR六种工况的HCP型蓄热板的流场及积灰特性,分析了不同运行负荷对蓄热板空气动力场及积灰强度、积灰厚度、积灰概率等积灰分布规律。结果表明,负荷每增加10%,总阻力压降增大60 Pa,速度衰减量增大0.14 m/s,ABS液化温度区间向空预器冷端移动1.4 cm,松散性积灰的积灰强度增加2.15μg/mm2,ABS粘结性积灰强度则增加9.90μg/mm2。此外,负荷和积灰概率的关系与灰分所处的区域有关。在松散性积灰区,当粒径一定时,负荷每增加10%,同一粒径下的积灰概率增加约1.4%,而在ABS粘结性积灰区,各负荷下的积灰概率总大于80%。不同负荷下积灰特征量的计算结果为回转式空预器监测系统的设计提供了积灰特征量的数据库。最后,基于已构建的回转式空预器动态积灰模型,使用Python语言作为开发脚本,构建了回转式空预器堵灰监测系统。该系统可实时地、直观地反映回转式空预器内的积灰分布,增强电厂运行人员对空预器内积灰、堵灰情况的了解,并在积灰严重时给予报警提示,保障空预器的运行安全。