气体走廊速度分布对锅炉省煤器管束磨损效应的模拟研究

利用CFD软件平台,对发电锅炉省煤器等金属管束与器壁形成的气体走廊进行数值模拟研究。研究结果表明:1.沿着烟气流动方向其速度逐渐增加,前三排速度梯度比较大;2.管束弯头处的速度比平均烟气速度大得多,速度不均匀系数可以达到2.2~2.3,管束后面存在一个明显的低速区;3.沿着管束方向的速度梯度十分明显,烟气走廊、管束弯头和管束直段的速度不均系数达到10倍级量级。对锅炉省煤器防磨提出了设计建议。     

顺列光管式省煤器管束间飞灰颗粒撞击率的模拟研究

以顺列光管式省煤器为研究对象,针对不同横向管距和纵向管距的顺列光管管束以及不同速度、粒径的飞灰颗粒,利用CFD软件平台对省煤器管束烟气流场进行气固两相流数值模拟研究。通过数值计算,得出了烟气颗粒横掠顺列光管管束的运动规律。研究结果可为锅炉尾部顺列布置的卧式省煤器减轻磨损提供参考。     

600MW机组锅炉省煤器出口后包覆管磨损分析

采用三维模型对600 MW锅炉内部气固两相流场进行模拟,研究锅炉烟道烟气流场分布、飞灰运动和浓度分布等因素对烟道尾部锅炉管束的磨损的影响.根据模拟分析的结果,提出相应的防磨优化措施.研究结果表明,受附壁效应的影响,后包覆管处靠近后墙和侧墙的烟气中飞灰浓度较大,同时,由于烟道尾部气流通道变窄,气流速度增大,使颗粒在后包覆管上碰撞速度增大,管束上方气流速度最大值达到15 m/s,而颗粒在管束上碰撞最大速度也超过10 m/s,因此,引起后包覆管处磨损速率较大,第1层管束较大面积内磨损速率达到1 mm/a,最大值达到3 mm/a.     

径向热管换热器壳程数值模拟及结构参数优化

利用FLUENT软件,对同轴径向热管换热器壳程进行模拟计算,分析烟气速度、温度及局部对流换热系数沿壳程的变化规律,并寻求换热器结构参数优化值。研究结果显示:换热器壳程,离热管管壁越近,温度梯度越大;烟气流经管束时,在管束尾部形成一个楔形的涡流区,速度在流体出现脱体的地方达到最大;湍流强度在涡流中心区域也达到最大值,中心区域的换热强度明显高于热管两侧边缘处,管束尾部的烟气温度低于管边缘处的烟气温度。将模拟结果与测试结果进行比较,误差在10%以内。通过改变换热器结构参数,对换热器壳程烟气对流换热进行分析研究,得到径向热管换热器结构优化参数:横向管距为114~120 mm;纵向管距为120~125 mm;翅片高度不应高于26.5 mm;翅片间距为6 mm。     

宝钢自备电厂锅炉设备用高频焊接螺旋肋片管束的节能效果分析

本文阐述锅炉设备使用高频焊接螺旋肋片管束的效果。通过对宝钢电厂35万KW机组1~#锅炉省煤器与姚孟电厂30万KW机组2~#锅炉省煤器的比较,说明了高频焊接螺旋肋片管束在节能、省料和使结构紧凑方面的优越性,并介绍了这种管束在运行中的积灰情况,指出了在锅炉对流受热面中用它来替代常用光管管束的前景。     

锅炉转向室烟气调节屏的调节性能与优化设计

为解决锅炉尾部烟道中烟气气流分布不均匀性问题,在锅炉转向室内增设烟气调节屏,并通过数值计算和采用粒子图像测速仪（PIV）测量的方法对烟气调节屏的调节性能进行优化.在锅炉转向室内优化设计出3种不同的烟气调节屏装置,并引用不均匀系数和速度偏差系数定量评定烟道内流场的均匀性,结果显示增设烟气调节装置后气流场均匀程度明显变优....     

空气横掠高频焊接螺旋肋片管束时放热与阻力特性实验研究

对用于锅炉设备的对流蒸发受热面和省煤器受热面,在采用高频焊接螺旋肋片管束时,需要了解其放热与阻力特性。对用于自然循环锅炉对流蒸发受热面的该种管束,还须了解管束中每排的放热特性,以便算出各排的吸热量,为水循环计算提供依据。鉴于目前国内尚缺少国产高频焊接螺旋肋片管束的实验数据与资料,本文介绍作者应制造厂要求对一种结构的这类管束进行实验研究的情况。作者求得了该管束中各排的放热特性关系式,还求得了排数影响修正系数ε_z的计算式和该管束的放热特性关系式以及管束中平均每排的阻力特性关系式。文中还介绍了实验装置和方法,并采用差分法求得肋片效率;分析了实验结果,并与其他作者的算式进行了比较。     

霍林河电厂烟气余热利用系统优化设计的研究

锅炉尾部烟道加装低压省煤器,可回收锅炉烟气的余热,加热给水回热加热系统中的主凝结水,提高锅炉给水温度。低压省煤器连接方式有多种,针对霍林河电厂1#机组设计了6种连接方式,并利用等效热降原理对这6种连接方式进行了热经济性对比,分析结果表明将低压省煤器与6#低加并联连接的方式节能效果最为明显。     

增压锅炉过热器强化传热机理及热力计算方法研究

利用热工基本原理分析了一定压力下烟气和过热器管束对流传热的机理，探讨适合于增压锅炉过热器的热力计算方法．根据质量守恒定律，通过烟气喷量流速uρ来计算Re数，进而计算烟气对流放热系数，从而避免了对烟气运动黏度ν的考虑．应用所选择的公式对某型增压锅炉进行了计算，计算结果和实际运行数据相吻合。     

增压富氧燃煤锅炉省煤器管束磨损研究

针对常压空气燃烧和增压富氧燃烧两种工况,利用CFD软件、应用k-ε双方程模型模拟锅炉省煤器管束间烟气的流动,用拉格朗日方法研究管束间颗粒的运动,并利用颗粒与管壁的碰撞和反弹模型考虑颗粒与壁面碰撞后的运动.通过对比3种磨损模型,得出Oka模型考虑的因素相对更全面,与实验数据也比较吻合.利用该模型可得壁面磨损量随流速呈指数规律变化,随着入射角度的增大磨损量先增加后减小,壁面材料硬度越大,磨损量越小,并且随着颗粒粒径增大磨损量略有增加.增压富氧燃烧下,最大磨损速率比常压下小很多,且最大磨损位置也发生了变化,各管排的颗粒撞击和平均磨损速率分布较均匀,除了第1排管外,单管最大磨损区域位于管壁迎风阶两侧60°附近.这对省煤器实际运行及增压富氧燃烧下省煤器的设计有重要意义.     

双辐射室裂解炉不同横跨段结构实验及数值模拟

双辐射室裂解炉采用两个辐射室共用一个对流段的结构，在一侧辐射室正常生产而另一侧进行烧焦操作时，对流室烟气的偏流和回流会引起对流炉管的受热不均，局部对流炉管传热能力下降。通过冷模实验和数值模拟分析了双辐射室裂解炉原水平横跨段结构、倾斜横跨段结构和桥墙结构对对流室底部烟气流动的影响。结果表明，倾斜横跨段结构和对流室底部增设桥墙结构对对流室烟气的偏流和回流具有明显的改善作用，烟气在对流室的偏流率由原来的50.08%分别降为24.39%和2.44%，烧焦一侧对流室的温度也有较大程度地降低。     

钠碱法烟气脱硫工艺技术

采用乙烯废碱液作为吸收剂, 对模拟烟气进行钠碱法烟气脱硫实验. 主要考察了进口烟气温度、烟气含氧量、液气比、进口烟气SO₂ 浓度、烟气流速对脱硫效率的影响, 并对采用该工艺技术的某厂进行经济效益分析, 得出脱硫效率达到95% 以上的工艺参数: 进口烟气温度80~90 ℃、烟气含氧量5%~6%、液气比3.5 L/m³、烟气流速3.5~4.5 m/s 等. 以2.0% NaOH 和7.2% Na₂CO₃ 平均浓度及以上浓度乙烯废碱液的脱硫效率较高. 此外, 乙烯废碱液在烟气速度较低时具有一定的发泡趋势.     

燃气锅炉直接接触式节能装置设计模型研究

针对燃气锅炉排烟余热回收利用问题研发了一种新型直接接触式降温减湿节能装置,装置内部设置了填料段以强化传热传质效果.为建立和完善节能装置设计方法,对其填料段内的传热传质过程和设计模型进行了分析研究,以烟气温度tg作为自变量,建立了包含Lewis数Le和主体烟气湿比热CH、烟气水相界面处烟气湿比热CHi的求解填料段传热传质微分方程组,改进了填料段内传热传质过程参数分布及填料段高度的数值计算方法,数值计算结果与试验数据吻合良好,表明所改进的计算方法可应用于新型节能装置的设计与分析.     

降低135MW锅炉排烟温度的工程实践

该文对几种降低135MW锅炉排烟温度方案进行了技术经济分析和比较.介绍了某自备电厂采用低温省煤器降低锅炉排烟温度的技术方案特点,改造后的运行情况以及其经济性分析.本工程的改造经验对其它机组在降低排烟温度改造工程具有参考价值.     

冷凝式燃气热水器级间连接段流场分析

通过对冷凝式燃气热水器内部烟气流场的分析,提出了用收缩烟道连接冷凝式燃气热水器的两级换热器,并在冷凝段下方布置带孔斜板收集冷凝水的新型结构,用数值模拟方法对级间连接段的流场进行了研究。研究发现,收缩段的结构对冷凝式燃气热水器的性能有重要影响,其斜板的倾角和板上孔的分布以及换热管的排列存在着最佳结构,采用该结构的收缩段,可以使烟气以较高的速度均匀地流过冷凝换热管,从而有效地提高其换热效率。     

板式省煤器通道结构对换热特性的影响

通过软件Fluent数值模拟与试验验证,研究全焊式板式省煤器在不同结构参数和烟气流速情况下的传热特性.结果表明,当换热器椭圆水流道长轴为30mm,循环水流道的短长轴比为0.6,板间烟气流道间距控制在15mm,且烟气流速控制在8m·s~(-1)时,全焊式板式省煤器的综合换热系数达到50 W·(m~2·K)~(-1).     

Optimization of flue gas turbulent heat transfer with condensation in a tube

Conservation equations for sensible and latent entransy are established for flue gas turbulent heat transfer with condensation in a tube, and the entransy dissipation expression is deduced. The field synergy equation is obtained on the basis of the extremum entransy dissipation principle for flue gas turbulent heat transfer with condensation. The optimal velocity field is numerically obtained by solving the field synergy equation. The results show that the optimal velocity field contains multiple longitudinal vortices near the tube surface. These improve the synergy not only between the velocity and temperature fields but also between the velocity and vapor concentration fields. Therefore, the turbulent heat and mass transfers are significantly enhanced.