基于表面温度计算与控制的卫燃带设计方法及应用

提出了基于卫燃带向火侧表面温度计算及控制的卫燃带设计准则,并根据炉内火焰与水冷壁管及卫燃带间的集总参数换热模型及卫燃带向火面至水冷壁管内工质各个环节的传热模型,建立了将卫燃带向火侧的表面温度与锅炉负荷、卫燃带材料导热系数、卫燃带敷设厚度与面积关联起来的代数模型,并运用该模型对一台燃用松藻无烟煤的400t/h四角切圆燃烧定压运行煤粉炉的卫燃带进行了设计传热计算.结果表明锅炉负荷对卫燃带的表面温度影响最大,且近似呈线性关系;卫燃带厚度对表面温度的影响显现出对数函数的特性;卫燃带表面温度随材料导热系数的下降快速升高并随面积的增加而增加;对于导热系数为12 W/(m·k),厚度为60 mm的卫燃带,其计算的敷设面积为50～100 m2,与国内外400t/h同类型煤粉炉卫燃带的实际应用情况吻合良好.     

确定燃煤锅炉卫燃带敷设面积的一种代数计算方法

沿用锅炉热力计算标准方法中的集总参数方法，建立了炉内火焰与水冷壁管及卫燃带间的换热方程，并据此建立了燃煤锅炉卫燃带敷设面积计算用的代数计算公式，并以一台400t／h煤粉锅炉为例，用该公式详细分析了煤质特性、卫燃带的热物理参数、锅炉的运行方式及不投油稳燃负荷对所需卫燃带面积的影响。图7参6     

可调卫燃带及其可行性试验研究

介绍了可调卫燃带的研究进展及在130t/h煤粉炉上进行试验研究用的可调卫燃带的结构.在130t/h煤粉炉上对可调卫燃带进行了试验测试,在1025t/h煤粉炉中有、无卫燃带时,对炉内温度场进行对比试验研究.结果表明,可调卫燃带可在炉内高温环境下安全可靠运行,负荷变化时,可在燃烧器区域维持准恒温工况.     

陶瓷板卫燃带及其在电站煤粉炉上的应用

分析了煤粉锅炉传统卫燃带的局限性,提出了安装维修方便,成本低的可拆卸式陶瓷隔热板卫燃带,详细介绍了这种新型卫燃带技术的工程实施方案,给出了确定陶瓷隔热板卫燃带板热物理参数的设计计算方法与结果.最后介绍了这种新型卫燃带技术在400 t/h、1 025 t/h电站煤粉炉上的应用情况.     

基于可调卫燃带的燃煤锅炉燃烧稳定性分析

介绍了可调卫燃带的技术背景,建立了判断煤粉气流着火稳定性的着火热模型及热平衡模型,在此基础上,详细分析了可调卫燃带对煤粉气流燃烧稳定性的影响。结果表明,煤种和负荷变化时,可调卫燃带能够减小煤粉火焰向水冷壁的辐射传热量,提高燃烧器附近区域内的烟气温度,在低负荷时能够保证人炉煤粉气流具有足够的着火热,使煤粉火焰维持在稳定着火燃烧的热平衡状态。     

基于渣层增长模型的水冷壁背火侧温度表征特性

以某台600 MW超临界锅炉为研究对象,提出了渣层增长模型,考虑焊脚结构对导热的影响建立了结渣水冷壁物理模型,并采用Fluent模拟了不同工况下结渣水冷壁的温度分布,根据240组工况模拟结果,分析了背火侧温差与锅炉关键运行参数的关系.结果 表明:渣层表面温度主要取决于炉膛烟温的变化,背火侧温差(背火侧管壁中点与背火侧鳍片中点之间的温差)受结渣影响明显,可作为诊断结渣厚度的特征参数;背火侧温差与炉膛烟温呈接近线性的正相关关系,其随管内工质对流传热系数的增大而减小,并趋近于一个恒定的温度;在锅炉正常负荷范围内,管内工质对流传热系数对背火侧温差的影响要小于炉膛烟温,但工质温度对其影响基本可以忽略.     

湘潭电厂1025 t/h锅炉结焦问题的分析

湘潭电厂1025 t/h锅炉投产以来一直存在严重结焦问题,多次发生垮焦砸坏水冷管壁事故.为此从煤的燃烧特性和锅炉结构特性方面进行相关性分析,用锅炉常数作为煤种适应性的综合表征值.经计算得出：锅炉的着火稳定性常数大于规定值,着火稳定性良好;锅炉的燃尽性常数接近其下限值,燃尽尚可;锅炉结焦性常数,大于规定值上限,炉膛结焦较为严重,现场实际也证明了该计算结果,从而可正确判断燃烧过程中可能产生的问题及原因,为改造提供依据.通过调整炉内卫燃带敷设位置和减少卫燃带面积,取得了显著效果.该分析方法同时对其它炉型也有借鉴作用.表9参4.     

电站锅炉炉膛强化传热分区段计算方法优化

探讨了电站锅炉炉膛水冷壁强化传热改造后炉膛传热计算问题,根据当前电站锅炉普遍采用的分级燃烧技术特点以及传热性质不同,对一维模型分区段热力计算进行改进,将炉膛分为8个区段,其中燃烧器区分为2个区段.根据水冷壁强化传热改造前后吸热量变化,通过迭代计算得到水冷壁强化传热改造后水冷壁热有效系数,代入分区段热力计算公式,得到水冷壁强化传热改造后各区段受热面热负荷和出口烟温.通过编程实现某600 MW超临界锅炉炉膛分区段热力计算.结果表明:改进方法计算得出的水冷壁强化传热改造后水冷壁热有效系数增加了0.051~0.092,炉膛出口烟温降低了45.55K,有利于减轻炉膛出口受热面的结渣.     

1025t/h亚临界锅炉炉膛流动、燃烧、传热数学模型耦合计算及炉膛热负荷分布

本文以四角燃烧的SG-1025t/h实际锅炉炉膛为实例,完成了炉膛三维流动、燃烧、传热模型耦合计算及热负荷分布计算.在这次耦合计算中所采用的流动模型在湍流模型的基础上有所创新;在燃烧模型中.针对实际的大容量锅炉提出了三维计算方法;在传热摸型中采用了改进的Monte-Carlo,方法.并考虑了任意平面的能束随机发射和不等分网格,对本文的计算值已进行了实测验证.图14表5     

直流锅炉水冷壁热敏感性的研究

针对锅炉扰动工况下水冷壁的安全问题,根据汽液两相流阻力分相流模型,建立了直流锅炉水冷壁热敏感系数定量计算表达式,基于C++Builder分析程序研制了水冷壁热敏感特性分析软件.对1 100 t/h直流锅炉水冷壁的热敏感系数进行了定量计算,并分析了热负荷、压力、质量流速等因素对流量敏感系数、压降敏感系数和出口焓敏感系数的影响规律.结果表明:在近临界压力区,锅炉热敏感性受外界扰动的影响最为剧烈.研究结果对防止水冷壁爆管,确保直流锅炉安全运行具有重要意义.     

燃煤锅炉三维CFD数值模型水冷壁热边界条件设定方法

目前,燃煤锅炉三维CFD数值模拟中对炉膛水冷壁传热分布的预测大都基于给定的壁面温度边界条件。然而,此方法无法体现锅炉运行状态对壁面传热与壁温分布的影响。提出了一种基于锅炉烟气侧放热与汽水侧吸热间热平衡关系的壁面传热计算方法,并重点讨论了壁面传热系数的物理意义及取值方法。研究发现,壁面传热系数基本由壁面结渣状态决定,因此可根据壁面渣层的传热系数确定。本文方法将影响壁面传热的关键因素合理地体现在计算过程中,同时在模型复杂性与工程适用性之间保持了合理的平衡。采用此方法对一台320 MW锅炉的燃烧与传热分布进行了数值模拟,水冷壁吸热量的预测结果与锅炉运行数据吻合良好。     

大容量锅炉热力计算程序开发和应用

开发热力计算程序是深入开展大型电站锅炉课题研究的需要。本文以DGl025／18．2-540／540-Ⅱ4型锅炉为研究对象,利用VBA编程技术使VISUAL BASIC和EXCEL软件相结合开发了热力计算程序。程序采用大型锅炉的炉膛出口烟温公式,考虑附加受热面吸热和某些计算参数的调整,经计算实例验证其可靠性好。程序以Excel表格形式进行数据的输入和输出,采用可视化的汉化界面及操作提示,使用方便,实用性强。模块化的设计方法为进一步开发大型锅炉通用的热力计算程序奠定了基础。     

预测水冷壁管道温度分布的新方法

为了得到锅炉水冷壁管道周向温度分布和内壁氧化膜生长的特性,通过对其传热过程的研究,建立起预测具有内壁氧化膜的管道温度分布的数值模型.并根据管状热流设备测得的管道热流密度,针对某电厂的水冷壁管道实际运行情况进行计算,结果表明在圆周角为120°时管道各界面的温度和氧化膜厚度最小,在圆周角为0°时管道各界面的温度和氧化膜厚度...     

300MW循环流化床锅炉屏式受热面传热系数计算及其变化规律

根据300MW循环流化床（CFB）锅炉现场测试数据并结合以往CFB锅炉传热系数的研究成果,建立了屏式受热面烟气侧的传热模型,包括辐射传热模型和对流传热半经验公式．利用该模型对某300MWCFB锅炉在94％锅炉最大连续蒸发量（BMCR）工况下炉膛内屏式受热面的传热系数进行了计算,分析了屏式受热面管间节距、炉膛温度、工质温度、壁面黑度及烟气速度等因素对传热系数的影响．结果表明：烟气速度、炉膛温度和壁面黑度对传热系数的影响较大,所建立的传热模型能够合理地反映主要因素对CFB锅炉屏式受热面传热的影响．     

An experimental and theoretical investigation into the heat transfer of a finned water wall tube in a circulating fluidized bed boiler

Heat transfer improvement in a water wall tube with fins was investigated in a circulating fluidized bed (CFB) boiler. Experiments were first conducted in a 6 MWth CFB boiler then a model was developed to analyse and interpolate the results. Temperatures at some discrete points within the wall cross‐section of the tube were measured by burying 0.8 mm thermocouples within a tube. Experimental data showed an increase in heat absorption up to 45 per cent. A good agreement between measured and predicted values was noted. The distribution of temperature in the metal wall and of heat flux around the outer wall of a tube with longitudinal and lateral fins was analysed by numerical solution of a two‐dimensional heat conduction equation. Effects of bed‐to‐wall heat transfer coefficient, water‐to‐tube inside heat transfer coefficient, bed temperature, water temperature and thermal conductivity of the tube material on the heat flux around the water tube are discussed. The present work also examines the influence of the length of the longitudinal fin and the water tube thickness. Heat flux was highest at the tip of the longitudinal fin. It dropped, but increased again near the root of the lateral fin. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

电加热倾斜管温度场分布计算

考虑自然对流对倾斜上升管内流体传热的影响,将外壁温度与外壁热负荷作为边界条件,同时将内热源作为并联网格电阻放热来进行处理,为电加热倾斜管温度场分布建立二维数学模型。根据空间节点推进的控制容积差分法求解流体换热和管壁导热耦合决定的电加热倾斜管二维温度场导热反问题,编制计算程序,针对我国第一台超临界锅炉螺旋管圈水冷壁的管型进行了管壁温度场的计算。在亚临界及超临界压力工况下,计算结果都可以很好地反映倾斜管壁温的分布规律,同时计算收敛性良好。     

Enhancement of Heat Transfer in a Laminar Hydromagnetic Flow of a Liquid Metal Past a Thermally Conducting and Oscillating Infinite Flat Plate

The combined effects of conjugation and magnetic field on the heat transfer enhancement in a laminar liquid metal flow past a thermally conducting and sinusoidally oscillating infinite flat plate are investigated. The wall materials used are compatible with the liquid metals and are assumed to be of finite thickness. Analytical solutions are obtained for the velocity and the temperature distributions. The combined effects of thermal conductivity, the thickness of the plate, and the transverse magnetic field on the net heat flux transported are analyzed in detail and it is found that such effects are same as those on the transverse temperature gradient at any frequency. Due to oscillation, the heat flux is enhanced by O(10³). The optimum value of wall thickness and the corresponding boundary layer thickness for which the maximum heat flux is obtained are reported. The heat flux transported can be increased by choosing a wall of low thermal conductivity. A maximum increase of 52.03% in heat flux can be achieved by optimizing the wall thickness. These information may be useful while designing magnetohydrodynamic liquid metal heat transfer systems. All the results obtained are in good agreement with the results reported earlier.     

大容量锅炉分区段计算的改进方法

为了计算一维分区段模型最大放热区段中温度的分布 ,以辐射换热为理论基础 ,将最大放热区段按照燃烧器的层次再分为 4个区段 ,建立了新的一维分区段计算模型 ,得到了更为详尽的沿炉膛高度方向上的温度分布。并且对某电厂的B&WB -1 0 2 5 /1 6.8-M型锅炉进行了计算 ,将新的一维分区段模型与原分区段模型和实验数据相比较 ,验证了本模型的正确性。     

稠油地面蒸汽管线热力参数影响及保温厚度优化

提高蒸汽注汽品质和优化保温层厚度是改善地面蒸汽管线热力输运、实现稠油高效开采的关键。建立了油田地面蒸汽管线热力参数计算模型和保温层厚度经济性分析模型,基于分段微元方法求解沿程蒸汽干度、热损等特性参数,分析了锅炉出口蒸汽参数和注汽流量的影响规律,并结合经济厚度法的计算原理优化了保温层厚度。结果表明：提高锅炉出口蒸汽温度和压力,沿程蒸汽干度降低速度变快,沿程热损增加变快,与锅炉出口蒸汽温度313 oC,压力10.2 MPa相比,其热损最大增加11.15%;增加注汽流量,蒸汽干度提升且随管线沿程降幅缩小,等梯度注汽流量差下,高注汽流量时蒸汽干度降幅较小,其降幅为3.58%;经济厚度为0.33m时,其热损费用同比原有厚度可降低68.22%。