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《山东大学》 2005年
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大型锅炉屏区辐射传热分区模型的建立及应用研究

刘长振  
【摘要】:目前大型锅炉机组,特别是300MW机组1025t/h锅炉的再热器普遍存在喷水量过大的现象。这严重影响了锅炉的经济运行,当然这与运行因素以及燃用煤种有关,其中也存在设计煤种偏差的问题。但从锅炉设计角度而言,如果再热器的辐射对流设计布局比例相对较好,那么再热器的汽温受负荷变化的影响就比较小(即平稳汽温特性),这势必从根本上减少再热器的减温水量。本文通过收集多个电厂的运行数据和相关的文献资料,对锅炉再热器布置以及再热器减温水量影响因素进行了研究。 而要想从设计角度调整好各级再热器的布置位置和比例,首先要从理论上确定不同位置的再热器受热面的温升随负荷变化遵循对流规律还是辐射规律,并确定其定量关系。 屏式过热器爆管也一直是锅炉事故中的主要问题之一,而屏区沿炉膛高度方向上的吸热不均系数缺乏一个较为合理的理论计算数值。这直接影响了屏式过热器设计材料的选和对爆管原因的正确分析及有效预防。 本文采用了炉膛上下两块分体计算的方法,考虑到本文研究重点在屏区,所以对于下炉膛采用传统的较为成熟的零维计算模型,而屏区受热面采用建立分区辐射计算模型的方法进行了研究。 目前国内外主要采取蒙特卡罗方法和离散坐标法来建立辐射换热模型,应用于屏区计算时,则不考虑烟气对流项的影响。本文作者考虑到工程实际需要和简化计算,针对该问题的实际特点采用一维分区,根据辐射换热的基本原理建立了一种面面交换辐射模型,并附加烟气对流项进出控制体的热量,得出了总的屏区换热模型。把该模型应用于大型的工程设计计算中,既简化了计算难度又满足了计算精度的要求。 运用该模型对锅炉不同负荷工况进行计算分析,得出如下结论: 1、从理论上证明了大型锅炉的壁式再热器为辐射式汽温特性(即反向汽温特性),并得出了屏区沿高度方向的温度分布以及壁式再热器比焓升与负荷变化的定量关系。该计算模型同样适用于屏式再热器汽温特性的计算。 2、在只考虑辐射换热与同时考虑辐射换热与烟气对流项的两种情况下,通过对比计算,得出附加对流项后的烟温与锅炉实际运行中测得的烟温基本一致。而
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TK221

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