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煤炭依旧是我国能源结构消耗中占比最大的部分,而燃煤电厂排放的烟气中含有大量烟尘颗粒物,这些颗粒物直接排放大气不仅会造成环境污染,同时对人体的危害也是巨大的,因此如何高效去除燃煤电厂烟气中的颗粒物成为非常重要的研究课题。通过物理或化学方法使细颗粒物团聚长大的颗粒预处理技术,能提高常规除尘设备对细颗粒物的脱除效率,是目前研发细颗粒物脱除的主要技术路线之一。水汽相变细颗粒物长大预处理技术具有过程简单,颗粒长大效果明显,且与湿法脱硫系统相结合可实现低能耗下过饱和水汽氛围的构建,是一项极具应用前景的预处理方法。影响水汽相变细颗粒物长大的关键因素之一是水汽过饱和度,本文针对本课题组提出的烟气回流耦合水汽相变细颗粒物长大技术,对烟气冷却方式下构建的饱和场特征进行研究,具有重要研究意义和实用价值。本文首先利用Fluent商业软件建立烟气冷凝过程中水蒸气冷凝的数值计算模型,并以该模型为基础,以660MW燃煤电厂脱硫塔出口烟气为研究对象,对冷凝换热器烟气侧的流场进行数值计算分析,研究烟气侧的温度、速度、水蒸气质量分数和过饱和度的分布情况,并探究操作参数对流场的影响规律。其次通过计算研究回流流量、回流管布置方式和回流抽取点对过饱和度分布的影响规律。研究结果如下:(1)运用Fluent建立烟气冷却过程中水蒸气冷凝的数值计算模型,并通过该模型建立存在冷凝情况下流场内过饱和度的计算方式,与文献中实验结果进行比较,验证了模拟结果的正确性。(2)以660MW燃煤电厂脱硫塔出口烟气作为冷凝式换热器入口烟气参数,得到烟气侧温度、速度、水蒸气质量分数和过饱和度分布,结果表明烟气温度沿流动方向逐渐减低,靠近换热管壁面的温度最低,换热管背风侧的温度比迎风面低;过饱和度沿烟气流动方向逐渐增加,换热管背风侧的过饱和度比迎风侧高,流场内最大过饱和度为1.43,出现在最后一列换热管背风侧的近壁面处,换热器出口的平均过饱和度为1.23。换热管数量越多,烟气温降越大,过饱和度越大,单排换热管根数从25根增加到45根,烟气侧最大过饱和度从1.31增加到1.5,出口平均过饱和度从1.17增加到1.31,出口平均过饱和度提高了11.9%,同时流动阻力也显著增加,。烟气入口速度越大,烟气在流场内停留的时间越小,换热器内过饱和度越小,当流速为3.2m/s时烟气出口的平均过饱和度为1.36,速度提高至7.2m/s时,则出口的平均过饱和度为1.23。(3)少量的烟气回流量就可以显著提高流场内的过饱和度,在研究的模型中,回流量占入口流量为2.2%时,出口过饱和度比无回流时增加了18%。相同回流量下,建议采用多管路的布置方式,这样对于流场内过饱和度的均匀性有很大益处。回流抽取点对出口过饱和度平均值的影响很小,但是抽取点越靠近最后一列换热管,流场内过饱和度最小值会变大,最大值基本不变,即平均过饱和度会增加,所以在布置回流抽取点时应尽量靠近最后一列换热管。