新型麻面管式过热器传热优化的数值模拟

以新型麻面管式过热器交叉流道为研究对象,采用三维数值模拟的方法,研究了麻面管交叉流动和换热特性及蒸汽侧流速u、凸胞/凹坑投影直径d、深度h、间距p等参数的最优值。结果表明:由于管内外壁面存在周期性凸胞/凹坑,壁面附近流体域和主流体域的混合加剧,对近壁处边界层有较好的扰动作用,改善了流体速度场与温度场的协同性,实现强化换热;与光滑管相比,麻面管烟气侧努塞尔数Nu_o提升了58%左右,蒸汽侧努塞尔数Nu_i提高了35%～50%,阻力系数f增加了7%～40%,综合换热性能指标PEC处于1.25～1.5间;基于响应面法,以Nu_i、f、PEC为目标函数,得到蒸汽侧最优参数组合d=6.0 mm,h=1.0 mm,p=16.0 mm,u=4.8 m/s,对应的Nu_i=680.55,f=0.014 68,PEC=1.43;运用多元线性回归的方法,分别拟合出蒸汽侧换热与阻力的准则关联式。     

麻面管管内流动与传热特性的数值分析

采用三维数值模拟方法,研究了麻面管的结构参数对流体流动和换热特性的影响,运用多元线性回归的方法,分别拟合出换热与阻力的准则关联式。结果表明:管内壁面的周期性凸包对近壁处边界层有较好的扰动作用,改善了流体速度场与温度场的协同性,实现了强化换热;相比于光管,麻面管的努塞尔数Nu增幅为16%～40%,摩擦阻力系数f增幅为15%～53%,综合换热性能指标C_(PEC)范围在1.05～2.5,与光管换热器相比,当换热量与流体功耗相同时,麻面管换热器的相对换热面积可减小10%～35%,当换热面积与流体功耗相同时,相对换热量可提高1.08～1.36倍,极大地提升了换热器的经济性。     

600MW机组凝汽器水侧胶球清洗系统数值模拟及优化改造

为提高火电机组的热经济性,降低冷端损失,利用FLUENT数值模拟软件,对某600MW机组凝汽器进行数值模拟,根据模拟结果发现凝汽器入口水室内出现胶球集聚打旋现象。对于传统胶球清洗系统存在的问题,提出对凝汽器胶球清洗的方式进行优化,利用可移动的投球装置,在凝汽器入口水室内靠近端孔板平面处精确投球,将胶球直接打入冷却水管,避免了因入口水室结构因素影响凝汽器冷却管清洗效果。结果表明,凝汽器清洗得更加均匀、彻底,改造后的凝汽器清洗装置能满足清洗冷却管的要求。     

回转式空气预热器温度场三维数值模拟

烟气经选择性催化还原（SCR）脱硝后,产生的硫酸氢铵会造成空气预热器（空预器）冷端蓄热元件腐蚀和堵塞。将三分仓回转式空预器转子看成多孔介质,建立了非热平衡模型,模拟得出某600 MW机组空预器工质和受热面三维温度分布,分析了烟风出口温度和受热面转子温度沿旋转方向的变化规律。结果表明:烟气沿流动方向温度逐渐降低,空气沿流动方向温度逐渐升高,出口温度沿旋转方向几乎呈线性关系,且由于分仓的存在,沿旋转方向各个分仓的交界面上温度是不连续的;蓄热元件温度从热端到冷端逐渐降低,沿旋转方向呈先增后减的趋势;低温腐蚀危险区域主要集中在冷段,硫酸氢铵沉积危险区域主要集中在冷段和热段交界处。