环境保护工程中的一些流体力学问题.pdfVIP

第六章环境保护相关领域研究进展 环境保护工程中的一些流体力学问题 王连泽 (清华大学工程力学系 北京海淀清华园 100084) 摘要从某大型热电厂烟气脱硫系统增压风机大量进浆事故机理分析出发．对目前烟气脱硫、旋风 除尘、袋式除尘、静电除尘等环境保护工程中的一些流体力学问题进行了分析，提出了存在的问题并 给出了一些技改建议。 关键词脱硫除尘动态平衡多相流压力分布 一、引 言 环境保护工程中，涉及非常多的气相、液相、气固两相、气液两相、液固瓯相及至气液固三 相流体的流动问题，流体静力学或动力学是应用的最基本最广泛的基础理论之一。在不同的场 合，不同的流体特性被强化利用。如输送过程中，希望得到尽可能好的混合以提高输送效率、减 轻壁面磨损、降低压力损失等。而净化过程中，希望得到尽可能好分离，以提高脱硫效率、除尘 效率或物料回收效率等。 ‘ 环境保护工程中的很多技术人员和操作人员，虽然没有系统地进行过流体力学理论的学习和 研究，但对定性上的流体力学问题有比较明确的认识，只是涉及定量问题时，往往处理方法不尽 如人意。 。 本文从几个实例出发，通过基于流体力学的理论分析，试图探明其间存在的问题，并通过给 出解决问题的建议，试图达到抛砖引玉的效果。 二、某电厂脱硫塔烟气进口动平衡与增压风机突然大量进浆 我国烟气脱硫起步较晚，不仅实用技术的开发，就是已有设备的运行管理，需要完善的事情 还很多。虽然大型电厂脱硫设备及其附属设备都有比较细致的操作规程，但因为操作人员对流体 力学、流体动力学等的了解欠缺，在操作规程的把握上有时欠妥，致使浆液罐被抽扁、搅拌叶片 被打碎等等事故时有发生。下面以作者受托对2007年6月底某大型热电厂2抖增压风机突然大量 进浆进行的事故原因分析为例，对脱硫系统中常常存在的流体动力学平衡问题进行简单描述。 下面是事故前后现场情况记录： 6月28日9时25分，2#发电机组启动，此时在事故前约38小时； 6月29日3时31分，2{}脱硫系统启动，此时在事故前约20小时； 5：00，2#脱硫系统启动完毕，运行正常。期间按照运行巡检规定每两小时进行一次检查， 各项指标正常； 16：48，脱硫接班检查，系统运行正常； 17-00，开启烟道冷凝水排放手动门，只有少许水流出，15分钟后无水流出。同时检查脱 硫吸收塔溢流管，无溢流； 22：30，启动氧化风机； ． 22：54，发现增压风机本体下部有浆液流出，开启烟道冷凝水排放手动门，发现有浆液 流出； 22：58，发现增压风机轴承振动由0．95mm／s上升到1．6mm／s，遂立即打开旁通烟道； 23：04，增压风机跳闸，并发现增压风机烟道有大量浆液漏出。随后检查发现增压风机已 ’ 损坏； 中国环境科学学鲁学术年套优痔论￡集(2008 23：07，停运循环泉、氧化风机等． F图足增JK扯l机受损情况 发现脱硫吸收塔Ⅲ观故障．为不影响发电机组运行，开Ⅳ1旁通煳道使烟7￡直接排卒，随后再 来处理脱硫啦收塔敞障，应该足通常情况F培为首选的处理措施此时的问题是不该瞬间打破塔 内的·个动力、r衔： 浆液表面张力的增大，使得五论足氧化风机鼓人空气产生的鼓泡迁姓循环喷淋下的浆液被烟 气柏托浮，都使得在脱硫l璇收塔内存在卉从常规液ft计并不能真lF反映其存住高度的泡诛增。H 此时尤沦山于烟气进11i5}汁高度偏低、浆液偶然变得黏度增大、氧化窀气鞋过太或氧化空气断面 分配极为不均等等，一¨泡沫层高度超过灿气入门高度，都使得在烟气人n附近存在一个，L渡的 动态平衡池沫层-p的浆液，在雨力怍Ⅲr时刻都有从艄气^rf进^埘透流进增压风机的蔚势。 但当增压风机正常运行、』旁通娴道关闭情况下．吹进烟气的动力与浆液的重力是平衡的，浆液不 能进人艄道。H有