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《哈尔滨工程大学》 2006年
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增压锅炉热力性能参数变化规律及动态性能研究

李彦军  
【摘要】: 增压锅炉技术是大型蒸汽动力装置关键技术之一,其热力性能参数变化规律和动态特性与常规锅炉有很大的差别。本文以ΚΒΓ4型增压锅炉为研究对象,通过理论分析及计算,对增压锅炉涉及的相关理论问题进行了机理层位的分析和解读。 本文结合船用常压锅炉型号研制的经验,借助现场勘验及实船运行数据,运用传热学、燃烧学等基础理论,首次绘制出增压锅炉理论图、初步确定了适合增压锅炉的热力计算方法、完整系统地进行了增压锅炉全负荷及部分负荷的热力计算;通过理论分析及计算,得出了稳定工况下锅炉主要性能参数随负荷的变化规律,对增压强化燃烧、传热与流动机理从理论层位上进行了解读;借助集总参数法,建立了增压锅炉各分部参数系统的动态仿真数学模型,应用大型仿真软件进行了数字仿真研究,得出了增压锅炉动态性能变化规律。上述研究为了解增压锅炉装置热动力学特性,寻求改善设备动、静态品质和提高锅炉对外界负荷适应能力提供了一定的理论依据。 根据理论分析和仿真计算得到以下结论:本文所确立的传热计算方法基本适合增压锅炉的热力计算,但需借助陆试平台及实船测实数据作进一步修正;增压锅炉低负荷运行时过热蒸汽温度较低,导致锅炉装置及整个动力系统的经济性下降,应在结构上进行改进,设计成半辐射式过热器,使增压锅炉在各种负荷下都能提供较为稳定的过热蒸汽温度;ΚΒΓ4型增压锅炉进、排气管路阻力较大,导致涡轮增压机组没有功率平衡点,在各种工况下都需要涡轮增压机组辅助汽轮机补充功率;锅炉启动时燃料量增加,锅炉的启动时间缩短,但是瞬时升压速度增加;在外部参数扰动时,过热器侧烟气和蒸汽参数反应最为迅速和强烈。
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