闪速炉余热锅炉炉膛流场优化的数值模拟方案

本文建立了闪速炉余热锅炉炉膛仿真模型．阐述了炉膛流场优化的数值模拟方案，通过该方案对闪速炉余热锅炉进行数值模拟计算能预测闪速炉余热锅炉运行时容易发生腐蚀及爆管的位置，为余热锅炉的设计及维护提供理论依据。     

余热锅炉的烟气条件及选型

将余热锅炉所用烟气分了九类，分析了每类烟气的特点及其相互影响，指出了各类烟气的适用炉型，以供余热锅炉的设计人员参考。     

闪速炼铜余热锅炉辐射室流场温度场数值模拟

针对某大型闪速炼铜炉余热锅炉,提出采用计算流体动力学（CFD）技术模拟锅炉辐射室内流场和温度场的模型和方法.模型中考虑湍流计算、化学组分扩散计算以及传热计算.通过对初始方案和若干调整方案模拟结果的比较分析,掌握在辐射室中部布置挡板,并在辐射室入口处喷入硫酸盐化风时的辐射室流场及温度场总体分布规律.结果表明：辐射室挡板对于高温烟气扩散并充满整个辐射室至关重要,位置和尺寸对流场及温度场的整体形态具有决定性影响;盐化风应喷入到高温烟气的前冲途径上,以有效打散高温烟气团,降低烟气的前冲动能.     

数值模拟分析在锅炉改造设计中的应用

以某直流锅炉为例,采用气－固两相流动数值模拟的方法,将数值计算得到的该炉改造前、后炉膛各截面煤粉颗粒的速度分布、浓度分布及湍动能分布进行对比,分析了改造前造成水冷壁高温腐蚀的原因,验证了改造方案的正确性,认为改造方案可以从根本上解决水冷壁高温腐蚀问题,数值模拟的结果与改造前、后的实际检查情况完全吻合,表明对炉内气固两相流动数值模拟是正确的。     

余热锅炉管口区传热的数值分析

运用高温换热设备管口传热分析系统针对某天然气化工厂二次转化气余热锅炉管口区传热问题建立了物理、数学模型,并进行了相应的数值分析.计算结果表明:新型双瓷管保护结构降低了余热锅炉管口区金属材料的温度,减缓了高温腐蚀反应速度;改善了管口区域内保护套管的温度"畸变",因而减轻管口区材料的热应力破坏.     

水泥线窑头余热锅炉对流烟道流动特性研究

锅炉烟道流场设计是决定水泥线低温余热锅炉性能的重要因子.针对每年5000 t水泥线余热锅炉的烟道流动,采用标准κ-ε模型对锅炉烟道烟气流动特性、不同受热面布置方式的流场分布不均匀性进行了数值模拟研究.结果表明:锅炉废气引入弯管外侧聚集流动,而其内侧出现负压区;受热面管束可降低锅炉引入弯管所致的流动不均匀性.研究结果对水泥线余热锅炉烟道和受热面设计分析和锅炉运行安全性有重要意义.     

电站锅炉余热装置优化及热力系统性能分析

针对我国电站锅炉排烟温度偏高的问题,分析了烟气的热力学特性;提出了4种集成发电方案。针对不同集成方案,以N600-24.2/566/566型发电机组为例,建立了热力计算模型,将机组煤耗降低量、机组节约标煤量和CO2减排量作为经济性评价指标,对模型进行计算分析并得出可行性方案。以影响传热效果和投资成本的参数作为研究对象,对烟气换热器的设计参数进行了优化。     

直接接触式湿烟气余热回收热质传递数值研究

在Fluent软件中,基于欧拉-拉格朗日方法和自定义函数(UDF),构建了三维稳态模型,并在离散相模型(DPM)基础上,耦合欧拉壁膜模型(EWF)对冷凝室内湿烟气与喷淋液滴及周围壁面间的凝结传热进行数值模拟研究。研究结果表明,DPM与EWF耦合可以更精确地模拟湿烟气在冷凝室内的凝结换热;入口烟气流速越大,冷凝室高度越低,则出口烟气温度和出口烟气水蒸气体积分数越高,烟气换热效率越低,且变化幅度逐渐减缓;冷凝室高度越高,则壁面湿烟气凝结量越大,但随着入口烟气流速增大,冷凝室高度对凝结换热的影响逐渐减弱,换热效率提高幅度也明显减小。     

小型燃煤锅炉尾部烟道烟气余热回收装置设计方案

以小型燃煤锅炉的节能改造为例,介绍了该锅炉烟气余热回收的设计方案,并采用具有高耐酸腐蚀的考登钢,克服了尾部烟道酸腐蚀问题.     

余热锅炉的改造

针对某厂余热锅炉存在的问题,通过实际调研及理论计算,对相应的问题,作了对应的技术改造.尤其对锅筒不进水,过热蒸汽的温度超标准,蒸发段爆管等问题作了阐述.     

垃圾焚烧电厂焚烧炉-余热锅炉性能及NOx排放

为了掌握新建机组运行状况,探索烟气再循环对垃圾焚烧电厂污染物排放的影响,针对某垃圾处理量为500 t/d的垃圾焚烧电厂,现场测试省煤器出口烟气成分及炉内烟气温度,试验研究焚烧炉-余热锅炉性能,定量计算焚烧炉-余热锅炉效率及各项热损失,并根据试验测试结果,分析炉内NO_x生成的影响因素. 结果表明：在不同负荷下,机组总热损失中排烟热损失所占比例最大,其次为炉渣热损失,在试验范围内,烟气再循环量对焚烧炉-余热锅炉效率影响较小;烟气中氧气的体积分数及烟气再循环对NO_x排放影响显著,省煤器出口氧气的体积分数由4.52%增加到8.00%,NO_x质量浓度由209.54 mg/m³升高到307.30 mg/m³,增加46.65%;与烟气再循环系统停运相比,当烟气再循环阀门全开时,省煤器出口NO_x质量浓度由209.54 mg/m³降为126.15 mg/m³.     

自驱动湿热烟气全热回收系统的适用性

燃气燃烧产生的烟气具有温度高、含湿量大的特点,虽然可以采用溴化锂吸收式热泵技术对湿热烟气中的显热和潜热热量进行回收,但仍需要外部驱动热源. 为解决现有吸收式热泵系统的热回收能力与经济性较差的问题,以传统溴化锂吸收式热泵机组为基础,通过与分级式烟气换热器相结合,构建了一种可实现自驱动运行的湿热烟气全热回收系统.建立了系统热力模型和适用性模型,并研究了主要参数对系统热力性能和适用性的影响规律.结果表明:在烟气进口温度为550 ℃、入口含湿量为120 g/kg(a)的条件下,系统最大热回收效率为11.6%,热回收净收益平衡期的极小值为5.2 a;当热回收率、净收益平衡期的预期值分别为10%和5.5 a时,二次水出口温度的适用范围为55 ℃~64 ℃.自驱动系统在烟气进口温度较高、含湿量较低时的节能扩大系数极大值为29.7%,表明此时的自驱动系统相对于直接换热方案的节能效果最为显著.     

煤质劣化对锅炉热量分配影响的机理分析

受能源供应紧张影响电厂经常燃用劣质煤,其主要特点是灰分、水分大而发热量低,以此特征为基础建立一种煤质劣化模型。利用炉内传热相似理论求解方法,以一300 MW燃煤机组炉膛结构设计为例分析了不同劣化程度的煤质对锅炉主要设计参数造成的影响。计算结果表明:随煤中水分和灰分增加单位辐射热量降低,并且水分的影响大于灰分;随煤灰分增加单位辐射热量与单位对流热量之比升高,但随水分增加而降低。高负荷时,随煤中水分和灰分增加炉膛出口烟温略微降低;低负荷时,随煤中灰分增加炉膛出口烟温略微降低,而随煤中水分增加略微升高。     

烟气再循环对炉内氮氧化物生成影响的数值模拟

利用Fluent软件对某电站四角切圆燃烧锅炉有、无烟气再循环时的燃烧过程和NOx排放特性进行数值模拟。计算结果表明:有烟气再循环时,炉内平均温度分布和最大温度分布整体明显降低;炉膛出口CO2浓度有一定幅度的上升,O2浓度有了较大幅度的下降;同时NOx生成量有较大幅度降低,其数值模拟结果与试验结果基本相符。还对烟气再循环倍率和烟温等对氮氧化物生成量的影响进行了研究,并对烟气再循环倍率进行了优化数值模拟。其研究结果为烟气再循环锅炉的设计、运行提供了参考依据。     

220t／h混烧锅炉炉内燃烧过程的数值模拟

以某厂220 t/h高炉煤气和煤粉混烧锅炉为研究对象,对锅炉炉内的燃烧过程进行数值模拟。总结适合该类锅炉的数值模拟方法和网格划分方法。预报了混烧锅炉炉内的速度场和温度场,结果表明：该锅炉炉内可形成较规则的四角切圆形流场,炉内等温线分布较均匀。模拟结果可为同类锅炉的优化设计、合理运行提供参考。     

浴池废水余热回收利用及节能分析

针对洗浴废水余热利用率低的现状,就如何提高废水余热利用率,提出了洗浴废水余热回收利用改造方案。分析了废热回收的利用效率及经济性,以及浴池余热回收和利用中需要解决的技术问题,给出了相应的解决方案．采用该方案可减少燃气燃料40％,节省运行费用30％．     

汽车废热发电系统中喷管的流速场数值模拟

采用有限元法通过控制容积方程对三种渐缩型喷管(锥型喷管、整流型喷管、变截面型喷管)中流体流动进行数值模拟.计算结果表明:在相同工况下,当λ=b/a=0.16时,锥型喷管出口流速最大,回流最小.计算结果表明,对废热发电系统中汽轮机喷管,特别是有机工质低沸点朗肯双循环系统所用的汽轮机喷管的设计有参考价值.