300MW富氧煤粉锅炉烟气冷却换热特性分析

富氧煤粉燃烧锅炉回收烟气在多级压缩和冷凝过程,其热物性参数的变化较为复杂,分析不同压力条件下烟气与冷却器对流受热面间的换热特性,对烟气冷却器的设计和运行优化有重要的意义。以某300 MW机组富氧煤粉燃烧锅炉烟气冷却器为研究对象,通过热力计算分析不同压力条件下烟气水蒸汽摩尔份额和烟气温度变化对对流受热面换热特性的影响,该过程充分考虑烟气的辐射放热计算。结果表明:当烟气的压力增大时,烟气的对流放热系数、辐射放热系数和凝结放热系数明显增大,总的放热系数增大,烟气冷却器对流受热面的换热能力增强;水蒸汽摩尔份额越少,烟气的对流放热系数、辐射放热系数和凝结放热系数越小,总的放热系数越小,烟气冷却器对流受热面的换热能力明显减弱;入口烟气温度升高使烟气的辐射放热系数增大。但是烟气的凝结放热系数明显减小,是使烟气总的放热系数减小的主要因素。     

电站锅炉炉膛污染和吹扫对对流受热面运行的影响分析

电站锅炉炉膛受热面不同程度的污染将改变炉膛出口以及对流烟道内各点的烟气温度，影响炉膛及其后对流受热面的换热状况。针对某台1025t／h锅炉计算了炉膛灰污系数改变后各受热面吸热量的变化规律，建立了理论分析模型。结合实际锅炉的吹灰运行数据，分析了炉膛污染状况的变化，对制定锅炉炉膛的优化吹灰策略具有一定的参考价值。     

增压富氧燃烧锅炉对流受热面换热特性研究

增压富氧燃烧是一项极具前景的减排CO2新技术。对增压富氧燃烧条件下,对流受热面换热特性进行研究具有重要的意义。该文以一台实际300MW等级机组煤粉锅炉为计算对象,采用维里方程及Chun等的计算方法计算确定增压富氧燃烧烟气物性,采用宽带关联k模型计算富氧燃烧烟气辐射特性。进行了常规空气燃烧以及φ(O2):φ(CO2)=21:79、φ(O2):φ(CO2)=30:70两种比例的0.1、0.5、1.0、1.5、6 MPa五种压力下增压富氧燃烧各对流受热面的热力计算,分析了增压富氧燃烧条件烟气压力变化对各受热面换热特性的影响。研究结果表明:随烟气压力的升高,烟气流速下降,但烟气的Re却基本保持不变,对流换热系数有所增加。增压富氧燃烧烟气的辐射换热系数比空气燃烧烟气辐射换热系数大。实现同样的换热量,增压富氧燃烧条件下(φ(O2):φ(CO2)=21:79、φ(O2):φ(CO2)=30:70)对流受热面所需换热面积比常规空气燃烧条件下少。     

用图表法估算烟气侧放热系数及燃料高热值

一、在热交换器中用计算图表估算烟气侧放热系数对锅炉省煤器、过热器和空气予热器,管子内侧放热系数和管子金属热阻对传热的热阻不起支配作用。因此,总热传导系数U 极近似地等于管子烟气侧的对流放热系数h_g,利用这一事实,就可能对传热系数作出快速估算。当我们用增加受热面来提高锅炉出力时,这是有用的。     

富氧煤粉燃烧锅炉概念设计研究

以亚临界300 MW机组锅炉为研究对象,构建了富氧燃烧锅炉原则性热力系统,并分别从炉膛辐射、对流受热面、尾部受热面、制粉系统及气体污染物的处理与回收等方面进行了富氧燃烧锅炉的概念设计。计算与分析表明,大约35%O2/65%CO2混合气氛下的富氧燃烧锅炉具有明显的优势,锅炉炉膛部分的辐射换热份额大大增加,炉膛辐射换热量较空气燃烧增加约15%;对流换热所占份额减少,相对于空气燃烧减少约19%;锅炉烟气侧的运行阻力大幅度减小;工质在炉膛内的辐射吸热将增加约42%,更多的过热受热面移入炉膛上部,锅炉总的受热面数量低于空气燃烧锅炉;制粉系统磨煤电耗显著降低,磨煤效率提高;锅炉制造成本与运行费用有望较大幅度降低,可部分地弥补由于制氧而增加的成本。     

富氧气氛下受热面改造的经济性分析

富氧气氛下由于烟气量的减少以及锅炉热效率提高所带来的燃料量的减少使得烟气中的粉尘量得到一定的降低,为电站锅炉水平烟道烟气流速的提高带来了可能.增加烟气流速虽然强化了传热,但同时也增大了风机的电耗.采用基于初投资分摊费用和经营成本的动态费用分析法对不同烟气流速下对流受热面的换热进行经济性分析.计算结果表明,最佳工况比空气燃烧方式下的烟道更加紧凑,但是流速超过一定范围之后带来的引风机耗电量的增加超过了流速增加所带来的强化换热的收益,因此是不经济的.采用动态费用法为富氧燃烧方式下对流受热面最佳流速的选择提供依据,对新型富氧燃烧锅炉换热器的设计具有一定的指导意义.     

工业锅炉优化设计方法研究

锅炉受热面基本上可以分为两类:即以辐射吸热为主的辐射受热面(例如水冷壁)及以对流吸热为主的对流受热面(例如对流管束、省煤器等)。由传热学可知,辐射吸热与温度的四次方成正比,对流换热则与温差的一次方成正比。因此,在锅炉吸热量为常数的条件下必然存在受热面的最佳布置,其表现形式是各段受热面出口处烟气温度的选择。     

富氧燃烧锅炉传热特征分析及设计优化

为了获得适用于富氧燃烧锅炉的设计方法,以200 MW 富氧燃烧锅炉为研究对象,通过理论计算得出：高烟温区段,富氧燃烧烟气中三原子气体浓度升高,导致辐射传热增强,受热面传热量要高于空气燃烧气氛。而在低烟温区段,烟气量减少导致流速降低,对流传热减弱,传热量小于空气燃烧气氛;在分析富氧燃烧锅炉传热特性基础上,提出了富氧燃烧锅炉烟气通流截面积、各换热面积的设计优化方法。相比空气气氛,在26%氧浓度条件下,富氧燃烧干循环锅炉各受热面烟气通流截面积减少15%～21%,湿循环减少13%～24%,干循环锅炉受热面减少9%～32%,湿循环减少7%～35%。富氧气氛燃烧条件下锅炉烟气流速能够达到锅炉设计规范要求,各受热面传热量与空气燃烧传热量基本保持一致。     

低压省煤器传热特性的实验研究

通过搭建低压省煤器换热实验台,对换热器中常用的光管、翅片管在低温烟气中的换热特性进行了实验研究,拟合得到了光管与翅片管烟气侧对流放热系数的回归公式,拟合相关度分别为0.985与0.972。结果表明:在相同条件下,翅片管的传热系数约是光管的1.55～2倍,且随着烟气速度的增加,换热系数增大。     

600MW煤粉/生物质富氧燃烧锅炉热力特性分析及优化

富氧燃烧技术是燃煤CO2减排最有应用前景的技术之一。煤粉/生物质富氧下的混燃,不仅可以实现CO2的零排放,更是由于生物质的引入相当于实现大气中CO2的捕集而具有重要的应用价值。以某600MW煤粉炉为例,进行了煤粉/生物质富氧燃烧的热力特性分析和锅炉结构优化设计,并与空气燃烧下各性能参数进行了对比。结果表明:富氧燃烧下,烟气量、锅炉效率和燃煤量随着生物质输入热量的增加均略有降低;相比空气燃烧,富氧燃烧下单位时间烟气量减少,燃煤量减少,锅炉辐射换热增强,对流换热量降低。优化设计后富氧燃烧下锅炉主体尺寸减小,受热面布置发生较大变化。     

废弃物焚烧锅炉内错列管束的对流换热特性

该文为了研究废弃物焚烧锅炉尾部错列管束的换热计算方法，基于模化实验原理，共做了108种工况的实验，得出了低雷诺数工况的换热计算方法。实验研究表明：烟气中水分浓度的增加增强了烟气的换热性能，并随着温度的增加和水分体积浓度的增加而更为明显，这是因为水分浓度的增加减小了热边界层的厚度并改变了烟气的导热系数，进而减小了热边界层的热阻。对比3种管束结构的换热性能表明：高水分烟气换热性能主要随纵向节距的减小而增加，随着横向节距的增加而增加。     

对流换热对覆冰导线高频融冰温度分布的影响

根据流体力学的基本原理,应用有限元分析软件ANSYS建立覆冰导线高频融冰时的外流场模型,得到覆冰导线高频融冰时的周围空气流场、压力场分布规律及覆冰导线表面对流换热差异性。分析了高频融冰过程中的热量损失和对流换热的影响因素,通过电磁与热分析,揭示了高频激励融冰过程呈不均匀非对称融冰规律,覆冰导线迎风侧压力大、温度低,背风侧压力小、温度高,表明不均匀对流换热使覆冰导线背风侧先融化,迎风侧后融化。在环境温度和覆冰厚度一定的条件下,覆冰导线外表面温度随对流换热系数的增大而降低。     

电站锅炉管式空预器积灰堵塞的原因分析及解决措施

针对某电厂投运后1-4号锅炉管式空预器堵灰严重的问题,阐述了该厂锅炉管式空气预热器的设计及运行状况,分析了辐射、对流换热热量比、混煤沾污特性、烟气露点及空预器入口烟气调节挡板调节性能等因素与积灰之间的关系,提出了预防积灰、避免一、二次风侧烟气流量不匹配的运行措施及改造方案,其结果证明了管式空气预热器改造方案的可行性.     

富氧燃烧方式下烟气对受热面传热特性影响的数值研究

富氧燃烧方式下,烟气中70%以上均为CO2,这与常规锅炉燃烧产生的以N2为主的平均烟气成分有很大差异。为了研究烟气成分变化带来的换热系数的变化规律,采用数值模拟的方法对富氧燃烧方式下烟气的传热特性进行了研究,并与空气气氛下进行对比。结果表明,富氧气氛下换热系数较空气气氛下有显著提高。     

环形旋涡流化床悬浮空间垂直水冷管冷态传热试验研究

本文对新近开发的环形旋涡流化床锅炉悬浮空间水冷管传热进行了试验研究．重点研究了二次风率、旋流强度、二次风喷入位置等对换热系统的影响．试验结果表明，二次风对环形旋涡流化床悬浮空间受热面的传热影响很大，对流换热系数随族流强度的提高而增大．本文根据实验结果提出了强旋流场中，垂直水冷管和气流之间的对流换热系数实验准则关联式．     

燃煤电厂烟气冷凝除尘试验研究

通过在某300 MW燃煤机组湿法烟气脱硫(WFGD)系统的脱硫塔出口搭建烟气旁路,测试具有冷凝除尘作用的塑料型换热管束的传热系数、烟气侧阻力特性及除尘性能。结果表明:管束传热系数在350 W/(m^2·K)以上,烟气侧阻力随烟气流速增加而明显增大,除尘效率达到58.6%,出口粉尘质量浓度在4.5 mg/m^3左右;采用冷凝除尘技术不仅可以除尘,还能够回收烟气中的热量和水分。     

局部对流换热对输电线路高频激励融冰的影响

在覆冰导线高频激励融冰温度场的分析与计算中,局部对流换热对温度场及高频激励融冰模型有很大影响。对此,文中分析了高频融冰过程中的热量损失和对流换热的影响因素,通过Ansys有限元软件对高频激励融冰模型的电磁场和热分析与计算,揭示了局部对流换热对高频融冰模型温度场及其迎风侧和背风侧的影响,表明了局部对流换热使导线背风侧覆冰先融化脱落,迎风侧覆冰后融化脱落。覆冰导线外表面的温度随对流换热的系数增大而下降,下降速度随对流换热系数增大而减缓。该研究成果有利于进一步改进和优化高频激励融冰计算模型。