摘要:濕法煙氣脫硫(WFGD) 是當前大型燃煤電廠煙氣脫硫的主導技術。針對某2 × 600 MW 電廠脫硫塔，利用Fluent 軟件對不同尺寸脫硫塔入口尺寸下的脫硫塔塔內流場進行數值模擬，并比較不同入口尺寸塔形的脫硫塔噴淋層漿液循環泵的軸功率，對比選取了用于設計的最優方案。該項目的優化設計充分說明了CFD 模擬結果能有效地指導濕法煙氣脫硫塔的設計與優化。

關鍵詞:濕法煙氣脫硫,Fluent,優化,設計

    0 引言

    濕法煙氣脫硫(WFGD) 是當前大型燃煤電廠煙氣脫硫的主導技術。吸收塔為WFGD 系統的核心設備。現階段國內吸收塔的設計方法是根據引進技術的技術規范來進行設計，設計方法呆板而且容易造成浪費。因此需要對現有設計進行優化，達到降低脫硫塔投資和運行費用的目的。

    國內外對煙氣脫硫塔進行了許多實驗研究，如脫硫塔的阻力特性研究［1］、液滴運動速度沿塔高變化和TCA( turbulent contact absorber) 塔內溫度場分布研究［2］等，這些研究對指導工業應用具有重要意義，但其實驗結果往往只能針對特定的設備或結構，具有很大的局限性。隨著計算機技術的迅速發展，計算流體力學(CFD) 已成為研究流體流動的重要手段，采用該技術可以彌補和克服傳統設計方法的缺陷，減少物理試驗，縮短研發周期，節約研究經費，還可以獲取大量局部、瞬時數據，從而指導工程的設計和優化［3-4］。目前國內多脫硫塔所進行的數值模擬還僅限實驗室規模的脫硫塔上;而國外學者的研究主要集中在脫硫機理或者漿液液滴的運動方面［5-6］，很少針對某個工程項目進行優化設計。

    本文利用Fluent 軟件對某2 × 600 MW 電廠脫硫塔內流場進行數值模擬，共計模擬了四種不同工況下的脫硫塔塔內流場，比較了各工況條件下第一層噴淋層下1 m 處的流場分布，并根據計算結果選取了最優脫硫塔塔形。

    1 物理模型

    用于脫硫工程的噴淋塔如圖1 所示。石灰石漿液由漿液循環泵送至塔內布置在不同高度的噴淋層，再由噴嘴向下噴出分散的漿液滴;同時，煙氣由下向上流動，氣液充分接觸并相處摻混，從而對SO2 進行洗滌脫除。噴淋塔具有阻力小，內構件少，不易結垢等優點，因而被國內大多數電廠選用。

    本工程脫硫塔入口煙氣量為3 598 494 m3 / h，采用AEE 公司技術規范設計的塔形見圖2。脫硫塔入口寬度13. 2 m，入口寬度為脫硫塔直徑的80% ，入口高度為5. 1 m，吸收塔總高度為34. 6 m。