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燃煤机组电除尘器入口烟道流场优化数值模拟研究

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环境工程技术学报 2023年第3期13卷 965-972页

作者：马修元孙尊强国电环境保护研究院有限公司国家能源集团科学技术研究院有限公司

燃煤机组环保设施连接烟道阻力增加是风机能耗增大的主要因素之一,对烟道进行流场优化,降低烟道阻力和风机能耗是燃煤电厂节能降耗的有效途径之一。采用CFD数值模拟对某电厂660 MW燃煤机组电除尘器入口烟道进行流场优化,重点分析了5种... 详细信息

燃煤机组环保设施连接烟道阻力增加是风机能耗增大的主要因素之一,对烟道进行流场优化,降低烟道阻力和风机能耗是燃煤电厂节能降耗的有效途径之一。采用CFD数值模拟对某电厂660 MW燃煤机组电除尘器入口烟道进行流场优化,重点分析了5种不同优化方案下烟道阻力、风机能耗、灰质量流量分配比例、烟气灰浓度、导流板磨损速率等参数的变化规律。结果表明:通过设置合理结构形式及数量的导流板实现烟道降阻幅度28.7%,单台机组最大可节约风机能耗190 kW·h,节能降耗效果显著。新增导流板对烟气中灰质量流量分配比例具有调节作用,优化后A、B两侧烟道内灰质量流量比例偏差由14.8%降低至6.6%,提高了电除尘器的综合除尘率。烟道流场优化在改善灰浓度场分布的同时降低了导流板的磨损,优化后导流板的平均磨损速率由1.33×10^(−7)kg/(m^(2)·s)降低至0.56×10^(−7)kg/(m^(2)·s),降幅高达57.6%,导流板使用寿命是优化前的2.4倍,提高了机组运行的安全性和可靠性。

关键词：电除尘器烟道优化磨损灰浓度分布数值模拟

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垂直气流电除尘深度提效技术研究

环境工程技术学报 2022年第3期12卷 726-731页

作者：马修元解标申智勇孙尊强国电环境保护研究院有限公司安徽德源环境科技有限公司

常规电除尘存在细颗粒粉尘难荷电、反电晕、二次扬尘等技术难题,限制了除尘效率的进一步提升。针对电除尘深度提效技术进行了研究,提出进口烟箱预收尘—电场尾部二维收尘—出口烟箱防逃逸电除尘深度提效工艺,研制了垂直气流方向的“W”... 详细信息

常规电除尘存在细颗粒粉尘难荷电、反电晕、二次扬尘等技术难题,限制了除尘效率的进一步提升。针对电除尘深度提效技术进行了研究,提出进口烟箱预收尘—电场尾部二维收尘—出口烟箱防逃逸电除尘深度提效工艺,研制了垂直气流方向的“W”形和梯形网状收尘装置,显著增大了电除尘收尘面积,解决了二次扬尘问题。垂直气流电除尘深度提效技术在630 MW燃煤机组工程应用结果表明:在保持电除尘外形尺寸、电场数量不变的情况下,出口烟尘浓度可控制在10 mg/m^(3)以下;电除尘出口烟尘浓度由改造前的14.4 mg/m^(3)降至6.5 mg/m^(3),提效幅度高达54.9%,与低低温电除尘技术提效幅度相当,可实现烟尘超低排放。

关键词：垂直气流收尘二维除尘 “W”形除尘装置网状除尘装置深度提效

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燃煤电厂典型除尘器运行现状分析及优化

中国电力 2022年第11期55卷 194-201页

作者：孙尊强郑成航周灿王圣马修元叶毅科国家环境保护大气物理模拟与污染控制重点实验室江苏南京210031 浙江大学浙江杭州310027 国电环境保护研究院有限公司江苏南京210031

调研分析72家燃煤电厂配套的287台不同类型除尘器的运行现状及存在问题,并针对不同类型除尘器给出了相应的优化提效建议:通过干式电除尘器不同电场的振打频度调整、降压振打优化和电源智能控制优化等措施实现节能提效;通过低低温电除尘... 详细信息

调研分析72家燃煤电厂配套的287台不同类型除尘器的运行现状及存在问题,并针对不同类型除尘器给出了相应的优化提效建议:通过干式电除尘器不同电场的振打频度调整、降压振打优化和电源智能控制优化等措施实现节能提效;通过低低温电除尘器多尺度、多场耦合模拟试验,合理布置导流构件解决低温省煤器段的磨损、积灰等问题;通过袋式除尘器气流分布优化和智能调控解决袋式除尘器易糊袋、破袋和能耗高等问题;通过湿式电除尘器极配型式优化提升其运行稳定性,减少电场闪络频繁的现象。

关键词：燃煤电厂除尘器运行现状优化提效节能提效

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污泥水焦浆管道输送的壁面滑移和减阻特性

中国电机工程学报 2013年第2期33卷 46-51,10页

作者：马修元段钰锋刘猛能源热转换及其过程测控教育部重点实验室(东南大学) 江苏省南京市210096

在小型浆体输送试验装置上系统地研究了污泥水焦浆的流变特性、滑移速度和阻力特性。采用Tikhonov正则化方法确定了水焦浆的真实流变特性和壁面滑移速度,研究了污泥添加量对水焦浆真实流变特性、壁面滑移效应、阻力特性和滑移减阻特性... 详细信息

在小型浆体输送试验装置上系统地研究了污泥水焦浆的流变特性、滑移速度和阻力特性。采用Tikhonov正则化方法确定了水焦浆的真实流变特性和壁面滑移速度,研究了污泥添加量对水焦浆真实流变特性、壁面滑移效应、阻力特性和滑移减阻特性的影响。结果表明:水焦浆为胀塑性流体;向水焦浆中添加5%的污泥,浆体的剪切增稠特性减弱;污泥添加量达到10%时,水焦浆随剪切速率增大由胀塑性流体向假塑性流体转变。水焦浆的滑移速度随剪切速率呈加速增长趋势;污泥水焦浆的滑移速度随剪切速率呈减速增长趋势。水焦浆管道流动的阻力系数较大,污泥水焦浆的阻力系数显著降低。水焦浆的滑移减阻率随流速增大而增大,污泥水焦浆的滑移减阻率随流速增大而减小。

关键词：污泥水焦浆壁面滑移真实流变特性滑移减阻

基于PSO-BP神经网络的水焦浆管道压降预测

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中国电机工程学报 2012年第5期32卷 54-60页

作者：马修元段钰锋刘猛李华锋东南大学能源与环境学院江苏省南京市210096

在小型浆体流动试验系统上采用4根不同管径的直管考察水焦浆的阻力特性。水焦浆在管内流动存在壁面滑移效应,具有滑移减阻现象,压降预测需要进行壁面滑移修正。利用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)对BP神经网络进行改... 详细信息

在小型浆体流动试验系统上采用4根不同管径的直管考察水焦浆的阻力特性。水焦浆在管内流动存在壁面滑移效应,具有滑移减阻现象,压降预测需要进行壁面滑移修正。利用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)对BP神经网络进行改进,建立考虑5因子影响因素后的水焦浆管道输送压降PSO-BP神经网络预测模型;采用神经网络预测模型对水焦浆在管道输送中的压降进行了预测,并将预测值与试验值进行比较。结果表明:粒子群优化算法改进的神经网络模型可以有效预测水焦浆在管道输送过程中的压降,预测值与试验值之间误差较小,平均绝相对误差不超过10%。

关键词：水焦浆压降壁面滑移神经网络粒子群优化算法

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气流均布对湿式电除尘器系统性能的影响

环境工程 2017年第S1期35卷 95-98页

作者：许芸马修元申智勇国电环境保护研究院

气流均布特性是影响湿式电除尘器除尘效率的主要因素之一,以实际案例燃煤机组湿式电除尘器为例,分析了气流均布对其除尘效率的影响,通过调整导流板的数量、尺寸、位置、角度等参数,对湿式电除尘器的流场进行优化。结果表明:导流板调整前... 详细信息

气流均布特性是影响湿式电除尘器除尘效率的主要因素之一,以实际案例燃煤机组湿式电除尘器为例,分析了气流均布对其除尘效率的影响,通过调整导流板的数量、尺寸、位置、角度等参数,对湿式电除尘器的流场进行优化。结果表明:导流板调整前,湿式电除尘器存在电场烟气量分配不均现象,三、四电场停电冲洗期间,湿式电除尘器粉尘排放超标;导流板调整后,气流均布特性得到改善,电场二次电压均升到45 k V以上,除尘效率大大提高。

关键词：流场湿式电除尘器性能

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水焦浆的流变特性与壁面滑移效应

化工学报 2012年第1期63卷 51-58页

作者：马修元段钰锋刘猛李华锋东南大学能源与环境学院江苏南京210096

在浆体流动试验系统上采用不同管径的直管考察了水焦浆的流变特性以及壁面滑移效应对水焦浆流动特性的影响。采用Tikhonov正则化方法确定了水焦浆的真实流变特性和壁面滑移特性。结果表明:浓度为59.8%的水焦浆随剪切速率增大呈现由伪塑... 详细信息

在浆体流动试验系统上采用不同管径的直管考察了水焦浆的流变特性以及壁面滑移效应对水焦浆流动特性的影响。采用Tikhonov正则化方法确定了水焦浆的真实流变特性和壁面滑移特性。结果表明:浓度为59.8%的水焦浆随剪切速率增大呈现由伪塑性流体到胀塑性流体的转变,浓度增加,水焦浆变为单一的胀塑性流体,当浓度达到63.4%时,水焦浆表现为由胀塑性流体到伪塑性流体的转变;水焦浆的流变特性对滑移速度的变化趋势具有较大影响,滑移速度在水焦浆为胀塑性流体时随剪切应力增加呈加速增加,水焦浆为伪塑性流体时滑移速度随剪切应力的增长速率变化不明显;滑移贡献率的变化趋势迟滞于流变特性曲线。

关键词：水焦浆流变特性壁面滑移效应 Tikhonov正则化

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改性污泥与石油焦的共成浆性及流变性分析

中国电机工程学报 2012年第35期32卷 59-65页

作者：刘猛段钰锋李华锋马修元能源热转换及其过程测控教育部重点实验室(东南大学) 江苏省南京市210096

选取具有代表性的石化污泥、城市污泥和造纸污泥,借助旋转黏度计考察污泥改性剂的种类和添加量对污泥焦浆流变特性和稳定性的影响,从而获得制备高浓度污泥焦浆的工艺参数。结果表明:选用Ca(OH)2、KOH、NaOH对3种污泥进行改性可以制备出... 详细信息

选取具有代表性的石化污泥、城市污泥和造纸污泥,借助旋转黏度计考察污泥改性剂的种类和添加量对污泥焦浆流变特性和稳定性的影响,从而获得制备高浓度污泥焦浆的工艺参数。结果表明:选用Ca(OH)2、KOH、NaOH对3种污泥进行改性可以制备出满足工业应用的污泥焦浆;石油焦的单独成浆浓度可达70%以上,并且浆体表现出剪切增稠的现象,但是随着3种改性污泥添加量的增加,浆体逐渐由胀塑性流体转变为假塑性流体。在3种改性污泥添加量为石油焦干基重量的12%时,石化污泥焦浆、城市污泥焦浆和造纸污泥焦浆的最大成浆浓度分别为62%、62%和64%。随着污泥添加量的增加,污泥焦浆的稳定性明显提高,污泥完全可以代替石油焦单独成浆所需的稳定剂。

关键词：石化污泥城市污泥造纸污泥石油焦共成浆性

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污泥受动态剪切时的壁面滑移试验研究

水动力学研究与进展（A辑） 2013年第6期28卷 658-664页

作者：张晓斌冯民权孙西欢李国栋马修元西安理工大学教育部与陕西省共建西北水资源与生态环境重点实验室西安710048 山西水利职业技术学院山西运城044000 东南大学能源与环境学院南京210096

为了研究城市脱水污泥发生壁面滑移时可能受到的影响因素,该文在常温下用平行板旋转流变仪(AR2000)并借助高速摄像机对污泥(含水率为81.3%)壁面滑移现象进行了试验分析。结果发现,污泥受到动态剪切时,在一定时间内发生了滑移现象,且剪... 详细信息

为了研究城市脱水污泥发生壁面滑移时可能受到的影响因素,该文在常温下用平行板旋转流变仪(AR2000)并借助高速摄像机对污泥(含水率为81.3%)壁面滑移现象进行了试验分析。结果发现,污泥受到动态剪切时,在一定时间内发生了滑移现象,且剪切速率扫描曲线随着速率的增大,表现出一定的黏弹性。同时在角频率为低频0.5 rad/s、中频6.28 rad/s和高频12.56 rad/s三种情况下对应变进行扫描,按照Cho等[13]提出的应力进行分解,对总剪切应力、弹性应力和黏性应力等各种影响壁面滑移的有关力的因素进行分析,发现存在一个无量纲参数*??/G,即弹性应力与线性区复数模量的比值在0.21―0.27之间,并且该参数随着角频率的增大而缓慢下降。由此表明时间对污泥壁面滑移有一定的影响,其中弹性应力起了主要作用。

关键词：城市污泥壁面滑移动态剪切应力分解