大型超(超)临界煤粉锅炉炉膛传热计算

考虑大型超(超)临界煤粉锅炉受热面的布置特点,将炉膛分为自由炉膛区段和含屏炉膛区段,对按照苏联1973标准计算得到的有效辐射厚度、辐射减弱系数和火焰中心高度系数等关键参数进行了修正,建立了新的一维分区段热力计算方法,并采用该方法对4个电厂的600MW超临界煤粉锅炉和2个电厂的1 000MW超超临界煤粉锅炉进行了传热计算.结果表明:采用该方法计算得到的炉膛出口烟气温度与设计值的偏差明显小于苏联1973标准,可以满足工程应用的精度要求.     

燃尽风配风率对炉膛出口烟气温度的影响

以某1000 MW超超临界双切圆燃煤锅炉为模型,利用Fluent软件对烟煤分级燃烧后炉膛出口烟气温度进行了数值计算和分析,并将计算结果与实际改造后的数据进行比较.结果表明:在一定燃尽风配风率下,该锅炉燃烧烟煤时燃尽风配风率提高会导致燃烧中心升高,使分离燃尽风(SOFA)层以上的烟气冷却段缩短,进而导致炉膛出口烟气温度升高.通过对炉膛出口烟气温度公式中的火焰中心系数M进行修正,计算结果基本能满足实际工程改造的需要,具有一定的工程应用价值.     

燃准东煤锅炉灰沉积对炉膛传热的影响

针对某330 MW燃准东煤锅炉,借助实验手段与数值模拟方法,结合热力计算,分析了炉膛受热面不同程度灰沉积对传热过程中热流密度、导热系数和热有效系数等参数的影响,并拟合出屏式过热器出口烟气温度、热有效系数与灰沉积厚度的关系曲线。结果表明:灰渣导热系数随灰渣温度升高而增大;灰沉积厚度超过10 mm后,灰渣热流密度降幅减小,炉膛火焰燃烧稳定,炉膛出口烟气温度逐渐稳定,热有效系数保持较低状态,锅炉效率变化不大;灰沉积厚度从0增加到10 mm时,受热面热流密度明显下降,炉膛平均温度上升,炉膛出口烟气温度升高了16.5%,热有效系数减小了约68%,锅炉效率下降了2.26%;所得的拟合关系式对于燃准东煤锅炉改进结构设计和优化吹灰策略具有一定的指导作用。     

不同烟气再循环方案对1 000 MW超超临界二次再热锅炉的影响

为了分析不同再循环烟气抽取点和引入点对某1 000 MW超超临界二次再热锅炉运行参数的影响,提出分别从省煤器和引风机后抽取烟气,并引入到炉膛底部和上部共4种烟气再循环方案。进行热力计算,分析不同负荷、不同再循环率下各方案对锅炉参数的影响。结果表明:烟气再循环会降低炉膛出口烟温和升高排烟温度,抽取点为引风机后,排烟温度升高幅度较大,引入点为炉膛上部时,炉膛出口烟温下降幅度较大;再循环烟气引入炉膛底部可以提高再热蒸汽温度和主蒸汽温度,引入点为炉膛上部不能明显提高再热蒸汽温度且会降低主蒸汽温度;随着再循环率的增加以及负荷降低,烟气再循环对蒸汽温度的影响程度增加;从省煤器后抽取烟气的方案对锅炉热效率的影响较小,但再循环风机磨损较严重,从引风机后抽取烟气对锅炉热效率影响较大。     

一种倒置炉膛的煤粉工业锅炉火焰中心位置系数修正

针对某台燃烧器竖直布置于炉顶的倒置炉膛煤粉工业锅炉运行期间出现炉膛出口烟温实际值低于设计值问题,以热力计算为基础,使用不同炉膛出口烟温计算公式对炉膛出口烟温实际值低于设计值问题展开分析研究。通过计算结果对比分析发现,与电站锅炉火焰中心多是水平方向的偏移不同,锅炉负荷、三次风等造成火焰中心竖直方向的偏离是导致该锅炉炉膛出口烟温实际值低于设计值的主要因素,结合锅炉负荷及三次风变化对炉膛出口烟温的影响引入无量纲参数S_f,利用多元回归分析方法对火焰中心影响因子M进行修正;将炉膛出口烟温设计值与实测值缩小至0～20℃之间,得到了更能反应锅炉实际运行状态的炉膛出口烟温计算公式。     

600MW亚临界锅炉低氮改造后汽温特性研究

以某台600MW亚临界锅炉为例,分析了低氮改造对其汽温静态特性和动态特性的影响.结果表明:低氮改造后炉内温度场、受热面结渣情况和锅炉运行模式均发生较大变化,对锅炉汽温特性产生较大影响;高负荷时锅炉汽温主要受分级燃烧导致的炉膛出口烟气温度上升和受热面结渣改善导致的炉膛出口烟气温度下降的综合影响;低负荷时锅炉汽温主要受分级燃烧导致的炉膛火焰中心高度降低和炉膛出口氧量的影响;快速降负荷过程中,炉膛火焰中心高度降低与汽轮机高压缸排汽温度下降对再热汽温的叠加影响是导致再热汽温易超跌的主要原因.     

船用增压锅炉炉膛出口烟气温度的计算

运用几种热力计算方法,对某型船用增压锅炉低负荷工况的炉膛出口烟气温度进行了计算。结合船用增压锅炉的特点,分析了不同方法对炉膛出口烟气温度计算结果不符合实际情况的原因,指出船用“КВ76”计算方法应该是目前比较适合的方法。为最终确立更适合于船用增压锅炉炉膛的热力计算方法奠定了基础。     

炉膛压力对增压锅炉热力参数的影响

在炉膛压力变化情况下,对增压锅炉相关热力计算参数的变化规律进行了系统分析,并针对某型增压锅炉进行了实例计算,得出了其烟气流速及炉膛黑度随压力的变化曲线。增压锅炉炉膛压力升高时,其容积热负荷和炉膛黑度将增大,炉膛出口烟温及线性流速等将减小,而烟气的对流换热系数等参数不变。     

炉膛压力对增压锅炉热力参数的影响

在炉膛压力变化情况下,对增压锅炉相关热力计算参数的变化规律进行了系统地分析,并针对某型增压锅炉进行了实例计算,得出了其烟气流速及炉膛黑度随压力的变化曲线。增压锅炉炉膛压力升高时,其容积热负荷和炉膛黑度将增大,炉膛出口烟温及线性流速等将减小,而烟气的对流换热系数等参数不变。     

600MW墙式对冲燃煤锅炉燃烧数值模拟

为了得到精确的SCR脱硝系统烟气参数(如速度、温度和NO_x浓度),建立了从锅炉炉膛到省煤器出口的全系统研究模型,对某600 MW亚临界对冲燃煤锅炉进行了数值模拟,将旋流燃烧器与炉膛作为一个计算域来模拟,过热器、再热器和省煤器等区域的受热面换热采用用户自定义函数(UDF)进行处理,得到了整个锅炉的速度场、温度场、NO_x体积分数以及省煤器出口的烟气参数。结果表明:省煤器出口的烟气参数分布不均匀,采用省煤器出口参数作为SCR脱硝系统设计或优化的条件,有利于提高脱硝效率、降低氨逃逸率。     

某水电站泄洪洞无压段衬砌混凝土施工期温控监测分析

针对大断面水工隧洞衬砌混凝土易出现温度裂缝的问题,基于某水电站泄洪洞无压段衬砌混凝土施工过程所记录的洞内空气温度和混凝土温度,分析了洞室内空气温度变化规律,探究了空气温度、通水温度和浇筑温度对混凝土最高温度的影响,并利用有限单元法模拟混凝土温度变化过程,比较了混凝土温度计算预测值与实测值的差异。结果表明,洞内气温年变幅较大、波动明显,洞室连通状况对洞内气温影响较大,因而在地下洞室衬砌混凝土浇筑施工过程要考虑连通状况的影响;拟合得到的洞内空气温度变化曲线和混凝土浇筑温度、通水温度、空气温度对混凝土最高温度的影响关系曲线为模拟计算隧洞衬砌混凝土温度提供了参考,并为混凝土最高温度控制提供了量化指标。     

高风温技术在迁钢高炉上的应用

通过历年我国钢铁企业、宝钢和首钢风温变化,反映了我国近年的风温现状和技术进步,特别指出了首钢风温的巨大进步。从热风炉高风温、热风管道输送高风温和高炉接受高风温三方面介绍了高风温技术研究进展。通过高风温技术在迁钢2号高炉的应用,首钢在2008年高风温试验基础上,2009年取得重大突破,实现日均风温最高1283℃,连续4月月均1270℃以上风温,年均风温为1258.7℃。通过分析2008和2009试验风温均匀性,表明风温均匀指数有所提高。并分析了热风炉炉顶温度、混风、空煤气预热温度、操作制度等风温影响因素,从高炉原燃料、技术指标和操作方面,阐述了高风温在高炉使用情况,反映了高风温受热风炉系统、热风管道和高炉等因素制约。提出了本次高风温试验存在的风温潜力、高风温节能作用和风温稳定性等问题,为进一步高风温研究提供指导。     

动力电池微细通道散热数值分析研究

动力电池对温度敏感度高,高温散热实现难度较大,尤其是极端环境温度和高倍率放电下。设计了一个微细通道电池液冷散热系统,针对系统进行不同放置方式、环境温度、冷却液入口温度、入口流速的影响研究。发现竖直方式电池组可获得较好的温度分布;环境温度变化对电池组温度变化影响较小;电池组温度与冷却液入口温度基本呈线性变化,冷却液入口流速增加可显著降低电池组最高温度,提高温度均匀性。最后对流道进行尺寸优化,增大高度是较好的优化方案。     

混凝土等湿热传导过程中内部温湿度演化规律

为研究混凝土在不同初始温湿度条件下内部温湿度的演化规律,通过预埋温湿度传感器和预处理产生不同温湿度分组试件及绝热、绝湿边界,同时结合加热板和恒温恒湿箱,使试件内部温度沿单一方向传导,从而监测混凝土内部等湿热传导过程中的温湿度演化规律。试验表明,混凝土内部湿度越大,温度响应速率越快,但湿度对最终稳定时试件内部的温度几乎无影响;混凝土内部湿度相同时,试件两侧温差越大,湿度响应速率越快,且变幅越大;此外,混凝土内部湿度迁移与温度传导存在耦合作用,湿度在温度驱动力和浓度梯度下发生迁移,同时湿迁移过程带走热能,能进一步促进温度传导。     

航空发动机高温壁面热电偶测温技术应用

高温壁面温度的准确测量是航空发动机研制过程中的重要环节。热电偶是航空发动机高温壁面测温领域中使用最为广泛的温度传感器。提高热电偶的测温极限、测温精确度以及测温可靠性,是航空发动机试验和测试领域迫切需要攻克和解决的技术难题。本文从铠装热电偶测温技术、薄膜热电偶测温技术和热电偶壁面测温技术修正3个方面,对航空发动机高温壁面热电偶测温技术的研究进展进行了综述。建立热电偶高温壁面测温修正方法将是今后航空发动机高温壁面测温领域需要重点关注的研究方向。     

南北气候过渡视角下的淮河流域气温空间分布与演化特征

气候过渡带地区气温的空间演化过程是气候变暖的区域响应问题。针对我国南北气候过渡带地区的淮河流域,利用观测数据和GIS空间插值方法分析了该流域气温的空间分布特征,以及不同年代间气温的空间演化过程。结果表明,年平均气温、年最高气温、年最低气温皆呈现由南向北减小的过渡性变化,纬度越低地区气温越高,反之亦然。但流域东部的年最高气温受海洋调节效应明显。不同季节气温的空间变化上也显示出南北过渡性特征,空间上总体受纬度位置影响。但春季气温在多年平均等值线的东西两侧差异较大;而夏季沿海地区受海洋调节而气温较低。不同年代间流域气温的南北过渡性特征仍较突出,增温幅度由南向北亦逐渐减小。1970年代流域南部以升温为主,北部以降温为主;1980年代平均气温整体微降;而1990年代气温整体上升,自西北向东南方向递增;2000年以来,气温明显升高,且南部增温幅度大,北部增温幅度小。研究成果可为类似区域的气温空间分布与演化特征分析提供参考。     

Winter Turf Growing Season Elongation Characteristics of a Thermosyphon Unit that Uses a Shallow Geothermal Source

Low temperature stress is an important factor for turf growth in the northern high‐latitude environment. A thermosyphon temperature controlling unit with a shallow geothermal source was proposed by analyzing present techniques to prolong the turf growing season in winter. Thermosyphon unit prototypes were developed and tested in a water park. The relations between ambient temperature, depth, material, structure, underground temperature, and root temperature were studied experimentally. The thermosyphon unit performance was analyzed. Results indicate that underground and root temperatures remain almost constant with an hourly ambient temperature. The root temperature remains steady due to the thermosyphon unit application. The underground temperature increases with the depth increase, and the increment is at most 1 °C. The root temperature of a copper thermosyphon unit is higher than that of a steel thermosyphon unit, and the temperature difference can reach 2 °C. The root temperature of a type I thermosyphon unit is higher than that of a type II, and the temperature increase is less than 1 °C. The root temperature variation due to the thermosyphon material is smaller with the increase in depth.     

砾砂回填条件下地埋管换热器周围温度场试验研究

为研究不同工况砾砂回填条件下土壤源热泵地理管换热器周围温度场的变化规律,通过自主设计的可模拟地下水渗流的砂箱试验台,以砾砂为回填材料,测试了多种工况下地埋管换热器周围的温度场,并利用Surfer软件绘制等温线。结果表明,饱和无渗流条件下,温度场呈圆形对称分布,随着热负荷的增加,温度场达到稳定的时间延长;稳定后的温度变化量增加;温度变化明显区域的范围增大。饱和有渗流条件下,温度场沿渗流方向向下偏移,随着渗流速度的增加,温度场达到稳定的时间缩短;上游各点达到稳定后的温度变化量减小,温度变化明显区域的范围缩小;下游各点达到稳定后的温度变化量先增大后减小,温度变化明显区域的范围扩大。研究成果提供了一种温度场测试的新方法。     

地源热泵间歇运行下土壤热湿迁移的实验研究

建立地埋管换热土壤热湿迁移过程的实验装置,对地源热泵间歇运行时不同进口流体温度及不同土壤体积含水率下土壤温湿度场的变化特性进行实验研究。实验结果表明∶间歇运行时,入口流体温度的升高会使土壤温度最大值升高,但不利于土壤温度的恢复,土壤体积含水率的增加在一定程度上有利于地下换热和土壤温度的恢复。系统开机后存在土壤温度上升的主上升区,此区温度增幅超过65%,关机后第18小时土壤温度基本恢复至初始温度;系统关停后在温湿度梯度的作用下会出现温度和含水率最大值后移的现象,热源对土壤温度和含水率的作用半径约为280和375 mm;开停比为1∶2时温湿度较1∶1能恢复得更低,合理设置停机时间有利于机组长期有效运行。     

Numerical analysis of high-temperature proton exchange membrane fuel cells during start-up by inlet gas heating and applied voltage

This paper investigates the start-up or warm-up process of a high-temperature proton exchange membrane fuel cell (HT-PEMFC) from room temperature to a desired temperature of ～180 °C. The heating strategy considered in this study involves an initial heating of the HT-PEMFC by a process referred to as inlet gas heating to a temperature above 100 °C. After the fuel cell reaches above 100 °C, a voltage is applied, where electrochemical reaction heating is expected to contribute to the heating process. Thus, a numerical transient non-isothermal three-dimensional model is derived to mimic the start-up process. Operational parameters such as anode inlet temperature, cathode inlet temperature, applied voltage and voltage application temperature are varied and their effects on the maximum temperature in the membrane electrode assembly (MEA) and temperature difference in the MEA are studied. Firstly, the distribution of temperature along the channel length indicates an increase of temperature during gas heating and as the voltage is applied at the voltage application temperature, the temperature increases at the centre of the MEA due to exothermic reactions. The two-dimensional temperature distribution indicates a temperature difference between the centre of the MEA and the regions below the bipolar plate where the temperature is relatively lower. Considering the whole start-up process with respect to time, the temperature difference exists throughout the process. This will be the key focus in the parametric study. The parametric study indicates that the inlet gas temperatures, applied voltage and the voltage application temperature affect the maximum temperature in the MEA and most importantly, the temperature difference in the MEA. This can cause thermal stresses to build-up if the increase rate of temperature difference is excessive. Setting the applied voltage high (thus, lower current density) is necessary to reduce the increase rate of temperature difference.