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《西南石油大学》 2018年
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燃煤电厂间冷排烟塔烟气扩散环境风洞模拟研究

吴有兵  
【摘要】:燃煤电厂经脱硫后的烟气通过高烟囱排放后,为解决由于烟气湿度增加而产生“石膏雨”的情况,需要增加烟气再加热系统,不但增加投资还导致系统复杂、故障频发。随着燃煤发电技术的发展以及环保要求的逐渐提高,在我国北方地区的燃煤电厂采用排烟冷却塔技术可以杜绝“石膏雨”的产生,还可以取消烟囱及其烟气再加热系统,减少环保设施故障,节约了投资。排烟冷却塔的优势在于,在正常的环境工况下,利用塔内巨大热量把锅炉燃烧脱硫后的湿烟气再加热,能比采用烟囱排放方式获得更高的抬升高度,从而使烟气在大气环境中获得更好的扩散效果。但在极端极大环境风速条件下,烟气通过冷却塔排放扩散条件变差,冷却塔下风向形成空腔区(即负压区),空腔区近地面污染物浓度超标,引起环境问题。为进一步研究燃煤发电厂采用排烟冷却塔排放烟气对周围环境的影响,本文应用空气动力学、流体力学及计算机模拟等学科理论,开展了某燃煤电厂项目排烟冷却塔环境风洞实验与模型数据的分析研究,验证了烟气扩散机理,掌握排烟冷却塔排放烟气的扩散动态,确定了排烟冷却塔下风向空腔区的大小以及烟气污染物落地浓度,划定了大气环境防护区距离,为燃煤电厂采用排烟冷却塔技术的环境影响评价提供可靠依据。本文主要开展了以下研究,并取得了一些重要成果:1.通过对烟气扩散的形成过程进行分析研究,对排烟冷却塔空腔区流程分布特性的分析,验证了排烟冷却塔空腔区的形成机理是:稳流-相对固定漩涡-交替涡街-交替涡街-空腔区-紊流。2.本文应用空气动力学、流体力学及计算机模拟等学科理论,合理搭建了某燃煤电厂排烟冷却塔环境风洞实验平台。根据模拟采用几何相似、边界条件相似、两种流动的运动相似和动力相似等理论要求,确定了风洞模拟实验的模型比例。通过对多种形式风洞的对比分析,合理搭建了实验平台,优选出适合于大气污染实验模拟的直吸式双实验段环境风洞,用于本实验,并做了适当完善。确定本实验风洞基本参数是:宽3.5m,高2.2m,长20m。风速调整范围0.1~6.4m/s。优选了测量仪器,确保了测试参数准确可靠。3.开展了排烟冷却塔环境风洞实验与模型数据的分析研究,验证了烟气扩散及空腔区形成机理,得到了排烟冷却塔空腔区大小及烟气扩散浓度与烟塔距离的规律。通过实验分析研究,随着环境风速的逐步增加,烟气在排烟冷却塔出口背风面出现负压回流现象,局部形成流动死区,烟羽出现向下卷夹状态,验证了冷却塔空腔区的存在。空腔区及下风向烟气浓度在距离塔边缘范围内边界效应明显,随着距离的增加,逐渐消弱直至消失。两塔纵向迎风工况下,浓度最高,叠加夏季温差小的因素,最不利于烟气扩散。4.开展了烟塔附近区域大气环境防护距离的研究,通过不同风向条件下空腔区大小及烟气浓度叠加分析,确定了烟塔附近区域大气环境防护距离。本次实验测量两塔纵向迎风风向(NE风向)、两塔横向迎风(SE风向)、两塔中心连线与风向成45度(S风向)三种风向下空腔区大小。模拟了最不利的工况—夏季(烟气温度与环境温度的温差最小)不同风速条件下下风向不同距离处SO2、NO2、PM10的浓度,通过空腔区大小及烟气浓度叠加分析,最终确定本项目的大气防护范围:是以冷却塔为圆心,半径415m画圆,高度在1500m以内近距离区域。
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TM621

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马进;姜益善;沈凡卉;田文鑫;徐祎;;冷却塔排烟风洞模拟[J];中国电力;2015年06期
2 蒋晓锋;马欣敏;朱一飞;刘明勇;黄隽佳;;间接空冷三塔合一的数值模拟[J];汽轮机技术;2015年02期
3 张丽娜;赵林;陈璐;马喆;周阳;李志强;;数值风洞与物理风洞对烟塔合一排烟的比较研究[J];环境科学与技术;2013年05期
4 马忠强;汪林;朱京海;刘翠玲;杨洪斌;;2×300MW机组烟塔合一方案大气环境影响分析[J];环境科学研究;2012年12期
5 张仁锋;魏瑶;雷洋;;火电厂烟塔合一和烟囱排放大气环境影响比较——以宝鸡第二发电厂为例[J];电力科技与环保;2012年02期
6 周阳;王红宇;李志强;王伟;赫洁;;Austal 2000应用于国内“烟塔合一”类项目大气影响评价[J];环境监测管理与技术;2012年01期
7 杨儒;高政;;燃煤电厂“烟塔合一”技术环境防护距离估算[J];电力科技与环保;2011年04期
8 莫华;;探讨“烟塔合一”技术在环评中大气环境的防护距离[J];环境保护科学;2010年06期
9 李立峰;张树深;;“烟塔合一”技术的应用现状及有关问题的探讨[J];能源环境保护;2010年04期
10 陈义珍;赵丹;柴发合;史晓红;王振奎;王慧婷;;烟塔合一排放参数试验及特征[J];环境科学研究;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 马喆;李志强;王晓乔;黄浩云;;采用数值风洞对热电厂烟塔合一烟气污染扩散场的研究[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集(第五卷)[C];2013年
2 李志强;周阳;黄浩云;;烟塔合一类环评项目大气预测模型对比与选择[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王航;大气环境对湿法脱硫“烟塔合一”技术烟羽扩散的影响[D];华北电力大学;2013年
2 赵慧文;烟塔合一烟气排放的数值分析[D];华北电力大学(北京);2009年
3 梁月明;烟塔合一技术的研究与分析[D];华北电力大学(北京);2007年
4 张向怡;环境影响评价中大气预测模式的确定[D];天津大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 席新铭;王梦洁;杜小泽;杨立军;杨勇平;;“三塔合一”间接空冷塔内空气流场分布特性[J];中国电机工程学报;2015年23期
2 马进;姜益善;沈凡卉;田文鑫;徐祎;;冷却塔排烟风洞模拟[J];中国电力;2015年06期
3 莫浩浩;任少君;司风琪;徐治皋;;600MW三塔合一间接空冷机组的技术优势分析[J];电站系统工程;2015年01期
4 马进;田文鑫;姜益善;;冷却塔口排烟参数与烟气抬升[J];环境科学与技术;2014年S2期
5 李果;雷明;杜健民;;钢筋混凝土排烟冷却塔的腐蚀防护设计[J];混凝土;2013年09期
6 梁浩;陈宁;彭伟;柳源;;基于涡旋引擎原理的烟塔合一技术研究[J];热力发电;2013年07期
7 于金山;赵春海;;烟塔合一技术对循环水水质的影响[J];东北电力大学学报;2012年06期
8 马忠强;汪林;朱京海;刘翠玲;杨洪斌;;2×300MW机组烟塔合一方案大气环境影响分析[J];环境科学研究;2012年12期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨璐;烟塔合一排放效果影响因素的数值模拟研究[D];郑州大学;2018年
2 戴万瑞;大气点源污染扩散模拟研究[D];武汉大学;2018年
3 吴有兵;燃煤电厂间冷排烟塔烟气扩散环境风洞模拟研究[D];西南石油大学;2018年
4 陈逸鹏;湿法脱硫尾气排放的烟羽扩散测量试验及数值模拟研究[D];南京师范大学;2018年
5 焦庆雅;三塔合一间接空冷系统流动传热特性研究[D];华北电力大学;2018年
6 陈鹏芳;东南沿海电厂烟塔合一环境影响研究[D];南京信息工程大学;2017年
7 黄乐;烟塔合一排烟对近距离环境影响的风洞实验与数值模拟[D];南京师范大学;2017年
8 汪波;燃煤电厂烟气中三氧化硫测量与分析[D];华北电力大学;2017年
9 郭浩;三塔合一间接空冷塔优化研究[D];华北电力大学;2017年
10 武建领;不同地区水泥窑协同处置生活垃圾大气环境影响特征研究[D];天津大学;2017年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 田松峰;柴艳琴;向同琼;周广沙;;SCAL型间接空冷塔内外流场数值模拟[J];热力发电;2014年05期
2 忻炜;向同琼;周黎明;;SCAL型间接空冷塔内外空气流动和传热性能数值研究[J];应用能源技术;2013年11期
3 周阳;王红宇;李志强;王伟;赫洁;;Austal 2000应用于国内“烟塔合一”类项目大气影响评价[J];环境监测管理与技术;2012年01期
4 丁峰;李时蓓;邢可佳;;烟塔合一项目烟气抬升影响因素分析[J];环境工程技术学报;2011年02期
5 李立峰;张树深;;“烟塔合一”技术的应用现状及有关问题的探讨[J];能源环境保护;2010年04期
6 马悦;张壮;;火电厂“烟塔合一”技术及其应用[J];能源工程;2010年03期
7 陈义珍;赵丹;柴发合;史晓红;王振奎;王慧婷;;烟塔合一排放参数试验及特征[J];环境科学研究;2010年05期
8 祝文杰;张爽;;300MW机组烟塔合一技术应用及经济性分析[J];湖北电力;2010年02期
9 洪燕;鲍全盛;;烟塔排烟电厂大气影响预测分析[J];电力科技与环保;2010年02期
10 刘璞;谈琪英;汤晓舒;;“烟塔合一”、合并风机、脱硫无旁路烟道热电机组烟道系统设计[J];电力建设;2010年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 许启慧;天津地区海陆风时空变化特征及其对热岛效应的响应研究[D];南京信息工程大学;2012年
2 赵慧文;烟塔合一烟气排放的数值分析[D];华北电力大学(北京);2009年
3 浮杰;烟塔合一技术塔内流动的研究[D];华北电力大学(北京);2008年
4 廖兵;基于GIS的武汉东湖环境风险模拟系统研究[D];华中科技大学;2007年
5 梁月明;烟塔合一技术的研究与分析[D];华北电力大学(北京);2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜胜;;雾霾之困:燃煤电厂如何突围[J];武汉电力职业技术学院学报;2016年01期
2 郑伟;刘伟;王宁;孙亚梅;;美国燃煤电厂大气汞排放控制法规探析[J];环境保护科学;2019年01期
3 陈俊峰;;火电燃煤电厂环保现状与应对策略研究[J];企业科技与发展;2018年07期
4 ;日本为缓解电力紧缺问题拟建造7座燃煤电厂[J];上海大中型电机;2016年01期
5 窦云朋;蔺旭森;韩晓磊;呼斯乐;;燃煤电厂降低排放与成本控制研究[J];科学中国人;2017年02期
6 黄莹;;燃煤电厂水处理系统建设新模式的探究[J];科学家;2017年10期
7 姜子英;张燕齐;陈晓秋;廖海涛;潘自强;;中国燃煤电厂排放的放射性影响评价[J];中国原子能科学研究院年报;2016年00期
8 曾星;;澳大利亚成功完成燃煤电厂碳俘获试验[J];发电设备;2008年05期
9 ;我国燃煤电厂比例提高趋势加剧[J];江西煤炭科技;2005年04期
10 常志鹏;张国宝:我国燃煤电厂比重提高趋势加剧[J];广西电业;2005年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;中国热电产业网《燃煤电厂综合升级改造节能降耗技术、产品推荐目录》表[A];第二届热电联产节能降耗新技术研讨会论文集[C];2013年
2 许跃军;;燃煤电厂锅炉脱氮浅谈[A];全国火电200MW级机组协作会第22届年会论文集[C];2004年
3 朱长效;沈章诚;沈浩;;利特纶190滤料在燃煤电厂锅炉中的应用[A];中国硅酸盐学会环保学术年会论文集[C];2004年
4 宗翔鹏;原永涛;李庆;齐立强;;燃煤电厂飞灰粒度数据处理软件的开发[A];第十一届全国电除尘学术会议论文集[C];2005年
5 ;关于在燃煤电厂推行环境污染第三方治理的指导意见[A];“双盾环境杯”第四届全国烟气脱硫脱硝及除尘除汞技术年会(2016)论文集[C];2016年
6 张军强;严帅;张丽丽;黄伟;;浅谈湿式静电除尘器在国内燃煤电厂的应用前景[A];燃煤电厂“超低排放”新技术交流研讨会论文集[C];2014年
7 张军强;严帅;张丽丽;黄伟;;浅谈湿式静电除尘器在国内燃煤电厂的应用前景[A];全国煤电节能减排升级与改造技术交流研讨会论文集[C];2015年
8 仲卫东;;关于燃煤电厂二氧化硫的污染控制[A];山东电机工程学会发电单位会员“节水与环境保护”交流论文集[C];2002年
9 白勇;田英明;;燃煤电厂超净排放颗粒物监测技术[A];第十九届SO2、NOX、PM2.5、Hg污染防治技术研讨会论文集[C];2015年
10 杜军虹;柯小民;马福全;齐娟;呼浩;;燃煤电厂湿式电除尘器喷淋系统试验研究[A];第十六届中国电除尘学术会议论文集[C];2015年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 华凌;燃煤电厂废热捕获CO2更经济[N];中国化工报;2013年
2 本报实习记者 董梓童;韩国计划增加燃煤电厂关停数量[N];中国能源报;2019年
3 本报记者 于琳娜;美国计划放宽燃煤电厂排放规则[N];中国电力报;2018年
4 穆紫;全球煤电开发连续3年下降[N];中国能源报;2019年
5 本报记者 黄祺茗 编译;澳大利亚燃煤电厂面临抉择[N];中国石油报;2018年
6 记者 王少斐;我省批准发布《燃煤电厂大气污染物排放标准》[N];山西日报;2018年
7 记者 崔晓农;我省发布《燃煤电厂大气污染物排放标准》[N];山西经济日报;2018年
8 刘玲玲 编译;未来10年日本将至少新建36个燃煤电厂[N];中国煤炭报;2018年
9 记者 秦海峰;山西批准发布《燃煤电厂大气污染物排放标准》[N];中国质量报;2018年
10 ;山西省《燃煤电厂大气污染物排放标准》解读[N];山西日报;2018年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李振;典型燃煤电厂烟气系统中PM_(2.5)变化规律及排放特征研究[D];清华大学;2017年
2 张莉;基于LCA的电力行业CO_2排放预测及燃煤电厂实例分析[D];浙江大学;2017年
3 谢卫宁;基于能量特征参数的燃煤电厂中速磨煤机碎磨动力学基础研究[D];中国矿业大学;2016年
4 王树民;燃煤电厂近零排放综合控制技术及工程应用研究[D];华北电力大学(北京);2017年
5 汤泉;淮南燃煤电厂微量元素的迁移及锇配合物的生物抗癌活性研究[D];中国科学技术大学;2013年
6 周建国;燃煤电厂烟气脱硝补偿电价研究[D];华北电力大学;2013年
7 玛莉雅(Maria Pia Ancora);中国燃煤电厂大气汞排放控制成本效果分析[D];清华大学;2015年
8 王斯文;卫星遥感定量分析燃煤电厂二氧化硫和氮氧化物排放[D];清华大学;2014年
9 徐飞;脉冲放电电凝并结合碱液吸收烟气多种污染物协同脱除研究[D];浙江大学;2009年
10 高岩;选择性催化还原脱硝催化剂的实验与机理研究[D];山东大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴有兵;燃煤电厂间冷排烟塔烟气扩散环境风洞模拟研究[D];西南石油大学;2018年
2 张晓玉;燃煤电厂烟气超净排放系统生命周期评价研究[D];山东大学;2018年
3 郄光皓;山东省燃煤电厂大气汞的排放与分析[D];山东大学;2018年
4 范睿蛟;燃煤电厂超净排放技术改造中存在问题及改进实施评价[D];华北电力大学;2018年
5 张智博;燃煤电厂细颗粒物排放特性研究[D];华北电力大学;2018年
6 孙冬梅;燃煤电厂烟气超低排放升级改造及运行性能[D];河北科技大学;2019年
7 赵金波;民用煤模拟燃烧与燃煤电厂排放颗粒物的单颗粒特征[D];河北工程大学;2018年
8 张爽;电改形势下湖南CS燃煤电厂经营现状分析与应对策略[D];长沙理工大学;2018年
9 洪俊成;东南沿海地区燃煤电厂周边汞的富集特征及健康风险评价[D];浙江大学;2018年
10 江城;50MW燃煤电厂细颗粒物化学团聚系统研究[D];华中科技大学;2016年
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