干熄焦余熱鍋爐省煤器內(nèi)傳熱的特性研究

《干熄焦余熱鍋爐省煤器內(nèi)傳熱的特性研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、2009年第1期上海電力干熄焦余熱鍋爐省煤器內(nèi)傳熱的特性研究孫娜娜，張忠孝，郁鴻凌(上海理工大學(xué)，上海200093)摘要：針對干熄焦余熱鍋爐爐內(nèi)省煤器傳熱特點(diǎn)，建立描述其內(nèi)部傳熱的簡化數(shù)學(xué)物理模型，并應(yīng)用該模型對一臺63．2t／h的干熄焦余熱鍋爐爐內(nèi)省煤器煙氣和蒸汽溫度分布進(jìn)行模擬，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行過程具有較好的一致性，在此基礎(chǔ)上分析了省煤器內(nèi)部不同腐蝕及磨損情況對換熱量分配的影響，并得出干熄焦余熱鍋爐省煤器內(nèi)傳熱特性的研究結(jié)論。關(guān)鍵詞：干熄焦余熱鍋爐；省煤器溫度分布；換熱量分配；腐蝕磨損中圖分類號：TK229．92文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A(2)煙氣在省煤器管束流動時狀態(tài)變化

2、遵從I引言理想氣體狀態(tài)方程。干熄焦余熱鍋爐(CDQ鍋爐)是利用吸收了(3)在垂直于省煤器煙氣流動方向的管排上，紅焦顯熱的高溫循環(huán)氣體與除鹽除氧純水進(jìn)行熱忽略管內(nèi)水的吸熱和流量不均勻，即采用均一化交換，產(chǎn)生額定參數(shù)(溫度和壓力)和品質(zhì)的蒸汽，處理。并輸送給用戶的一種受壓、受熱的設(shè)備。(4)僅顯示對流換熱對溫度的影響，輻射換熱省煤器是利用煙氣來加熱鍋爐給水，設(shè)置在用系數(shù)對換熱進(jìn)行修正。煙道的下部，是余熱鍋爐內(nèi)的最后一個受熱面。(5)管子內(nèi)的導(dǎo)熱熱阻忽略不計(jì)。目前，對省煤器的研究還側(cè)重在省煤器上存則省煤器傳熱簡化成理想一維傳熱模型，物在的低溫腐蝕、管內(nèi)氧腐蝕或磨損等問題的研

3、究理模型參見圖1，僅以4排管子為例。上EI-3~，對改善省煤器的傳熱特性也做了一些研／一＼／究Ⅲ4]。然而在研究或設(shè)計(jì)省煤器時，都是把省爐膛寬煤器看成一個“黑匣子”，內(nèi)部的換熱情況及流過截蔭OZ'管束的煙氣和介質(zhì)溫度的變化不知道，對于省煤#1器總換熱量在管束內(nèi)管排上的空間分配情況更無從知道，這就有必要展開對管束內(nèi)部的換熱的研截面究。為此，建立了省煤器的簡化傳熱模型，應(yīng)用模一—截面型對某實(shí)際運(yùn)行中的I臺63．2t／h干熄焦余熱做煙氣流鍋爐爐內(nèi)省煤器進(jìn)行模擬計(jì)算，揭示出省煤器內(nèi)X／／—＼／換熱量分配情況，并采用模型分析省煤器腐蝕磨損對換熱量分配的影響。I省煤器的物理模型煙

4、氣和水按照圖1中標(biāo)示的X和Z組合方2簡化的數(shù)學(xué)物理模型式流動換熱時，具體的模型控制體參見圖2。2．I數(shù)學(xué)物理模型的建立如圖1所示，沿著煙氣流動方向，截面之間的為了突出研究問題的重點(diǎn)，建立合適的數(shù)學(xué)控制體(即一排管子)依次稱為第1排管子、第2模型，簡化復(fù)雜的傳熱傳質(zhì)過程，對所研究的傳熱排管子??第i排管子，其中的傳熱量依次為做了以下假設(shè)：Q、Q。、Q。??Q，省煤器的總換熱量為Q。(1)忽略CDQ鍋爐省煤器內(nèi)煙氣和水在整模型控制體如圖2所示，應(yīng)用能量守恒方程，個縱向管排上的換熱，只考慮沿著煙氣流動方向則有：上的換熱。(1)煙氣側(cè)一63—上海電力2009年第1期號。針對微

5、分方程式(2)、式(4)中的部分參數(shù)，結(jié)腆孤八1合受熱面的實(shí)際情況，有叫l(wèi)、、1P一'yUy一麗x(5)1出一一(6)式中D——管內(nèi)水流量。圖2模型微元體建立的微分方程式(2)、式(4)可改寫成UypyFyCty—KFabx(ty—tj)一ylDyFyCp．y一+(1)△B—／3麗600(￡4-273)／273pC?)(7)vAtl4KFab式中f——煙氣溫度；△z1O00Z1D／(3600Fj)wdCp，(t一t)(8)tj——管內(nèi)水溫度；式(7)、式(8)即為計(jì)算過熱器內(nèi)部煙氣和蒸F——煙氣的流通面積；汽溫度以及傳熱的數(shù)學(xué)物理模型。F——單位體積內(nèi)煙道內(nèi)換熱面積；

6、K——換熱系數(shù)；2．2模型的求解aa——煙氣的對流換熱系數(shù)；文獻(xiàn)[7]～[10]，結(jié)合干熄焦余熱鍋爐過熱器B——煙氣的流量；的具體情況，模型中參數(shù)有“——煙氣流速；K一。had(9)J0——煙氣密度；Gd一0．14CC()(1o)C——煙氣比熱容；“——爐膛的寬度；式中——對模型中所作假設(shè)進(jìn)行的修正6——爐膛的深度；C—_--分別對省煤器中橫向節(jié)距和排數(shù)的修正；△z——模型控制體的步長。C。．——分別對省煤器中縱向節(jié)距和排數(shù)的修正；△f——模型控制體煙氣進(jìn)出口溫差——煙氣的導(dǎo)熱系數(shù)；化簡式(1)得煙氣溫度的微分方程為“——煙氣的運(yùn)動黏度。KFab根據(jù)文獻(xiàn)[11]，加上

7、模型中的假設(shè)，有AxFyCp，yy』0yF一(11)aOg2S2(2)水側(cè)式中F——省煤器的總換熱面積；10j寺丌1Ctj+KFabAx(￡y—tj)一Ujz——省煤器管束的縱向排數(shù)；——省煤器管束的縱向節(jié)距。{cpIj(tjq_AtjAz)，(3)又假設(shè)煙氣為理想氣體，有式中F——單位體積內(nèi)煙道內(nèi)換熱面積Py一糾U——介質(zhì)流速；——介質(zhì)密度；式中——爐內(nèi)壓力；C——介質(zhì)比熱容；M一煙氣平均摩爾質(zhì)量，與煙氣成分及其份額有——受熱面內(nèi)管子的橫向排數(shù)；關(guān)；——管子直徑；RM——理想氣體常數(shù)，RM一8．314J／(mol·k)?！Ｐ涂刂企w水進(jìn)出口溫差。