蒸发系统分布参数特性动态仿真研究

为了全面的把握蒸发系统的动态特性,应用基于炉内三维燃烧检测的蒸发系统分布参数模型对某台300MW锅炉进行了仿真研究。讨论了求解模型的数值算法,以提高仿真速度。以电厂实测数据作为分布参数模型的输入,获得壁面平均热流、汽包压力和汽包出口蒸汽流量动态特性;以扰动激励的方式,获得水位动态特性。将模拟计算结果与实测值／文献模型的模拟值或者文献仿真结果进行比较,证明了模型的有效性。仿真计算了壁面热流、壁面温度、质量含汽率以及质量流速等热力参数在蒸发受热面上的动态分布,结果表明各热力参数在水冷壁上呈现明显的分布参数特性,并且其分布特性随着工况的变化而变化。模型即可用于在线预测也可用于离线分析计算,为锅炉安全性与可靠性评价提供重要依据。     

煤燃烧产物的辐射特性对炉内辐射传热过程的影响

该文利用离散坐标法分析了煤燃烧产物的辐射特性对炉内辐射传热过程的影响。分析结果表明，在减弱系数相同的条件下，反照率对壁面热流及烟气温度的分布有很大的影响；而散射相函数对壁面热流及烟气温度的分布基本上没有影响。在炉内传热计算中必须考虑烟气的散射，且散射可作各向同性处理。图８参３     

燃烧过程数值模拟用于某台450t/h锅炉的性能辅助设计

采用CFD软件对电站锅炉炉内燃烧过程进行数值模拟已成为指导工程设计和实践的一种重要手段。在煤粉炉设计完成后,针对可能存在炉膛出口烟温偏差的问题,利用数值模拟的方法对某电厂450t/h四角切圆锅炉BMCR、70%、40%负荷下炉膛内的燃烧过程进行计算和分析,得出了各工况下燃烧器区域壁面热负荷、炉内氧量分布、炉膛出口及水平烟道内的烟气流量分布及烟气温度分布,并分析锅炉热偏差、高温腐蚀、低负荷稳燃性能,对锅炉的性能进行了预测。     

太阳能吸热器内超临界二氧化碳对流换热特性数值研究

为分析聚光太阳能热发电中吸热器内超临界二氧化碳（S-CO₂）在高温非均匀壁面热流密度分布下的对流换热特性，采用ANSYS Fluent软件建立了管排式吸热器的三维数值模型，对其中S-CO₂对流换热特性进行数值仿真，并考虑了吸热器与外界环境的辐射和对流换热，分析了吸热管半周均匀受热、半周周向均匀轴向高斯受热和半周周向余弦轴向高斯受热3种非均匀壁面热流密度分布的影响。仿真结果表明:外界环境的辐射和对流换热对吸热器壁面温度影响较大，相较于未考虑外界环境的辐射和对流换热，考虑辐射和对流换热的壁面最高温度下降6.84%；3种壁面热流密度分布中半周周向余弦轴向高斯受热的吸热器出口温度和壁面最高温度均最高，其壁面最高温度比半周均匀受热高353.4 K；非均匀壁面热流密度分布虽然对吸热器内流体流量分配不均匀性的改善不明显，但可明显削弱流量分配不均造成的各吸热管流体温度偏差的影响。     

考虑辐射热流非均匀分布的蒸发过程模拟分析

提出用非均匀辐射热流分布参数的处理方法对上升管的蒸发过程进行模拟分析。在炉内三维温度非均匀分布的情况下，辐射热流在水冷壁表面是非均匀分布的。为此，把上升管沿宽度和高度方向分别进行分区模拟。采用非均匀辐射热流分布参数的处理方法，分析上升管内蒸发过程沿高度的变化情况，其结果比采用集总参数法和均匀辐射热流分布参数的处理方法更加合理。用该处理方法得到的结果判断可能会发生局部传热恶化和倒流的异常管，对于锅炉安全、经济运行分析具有重要意义。     

炉膛辐射传热数学模型及其仿真

为了准确计算炉膛内的辐射传热量，以辐射传热计算的假想面模型为基础，把锅炉炉膛沿高度方向分区，以炉膛内的燃烧与辐射传热过程为研究对象，建立了比较精确的炉内传热一维集总参数模型，推导出计算真实壁面和假想壁面有效辐射力的矩阵表达式，然后通过求解介质的能量方程，获得了炉内的一维温度分布以及各区段水冷壁的吸热量和热流密度。模型可以实现传热与燃烧子模型间的耦合求解，只需根据锅炉运行的外部参数便可实现炉内传热的自动计算。计算结果与其它文献三维模型的预测值非常一致，但由于模型采用了一维简化处理，收敛较快，可以满足电站实时仿真计算的需要。     

亚临界锅炉炉膛传热过程的数学模拟

本文研究了亚临界锅炉炉膛传热过程的数学模拟方法，尽管这种锅炉容量大，边界情况比较复杂，但利用Monte-Carlo法和有限差分法可以使问题得到较好的解决，作者利用这一方法计算了SG－1025t／h锅炉炉内烟气温度分布和壁面热流分布，这一结果对锅炉设计和运行有指导作用。     

600MW机组锅炉温度偏差特性的研究

某电厂600 MW机组切圆燃烧锅炉的温度偏差一直困扰着该机组的安全运行,为研究该锅炉温度偏差的特性,以此锅炉为研究对象,根据其结构、设计和运行参数,利用数值计算软件对炉内流动、传热和燃烧过程进行了三维数值模拟。研究表明,该锅炉炉内的高温区仍集中在炉膛中部,温度的整体分布趋势未变,只要保证温度分布不出现大的偏差,对炉膛的水冷壁是安全的。炉内的温度偏差与速度偏差存在正相关,烟气的残余旋转对炉内的温度分布存在一定的影响。炉膛出口温度分布不仅存在左右温度偏差,也存在上下温度偏差,且高温区集中在水平烟道中上部。     

超超临界锅炉磨煤机组合运行方式优化数值模拟

在不同磨煤机组合运行方式下,对一台1 000 MW超超临界前后墙旋流对冲燃烧煤粉锅炉进行了炉内流动、燃烧、传热与NOx排放特性数值模拟研究。模拟结果与试验测量值符合性较好。结果表明,不同的磨煤机组合运行方式对煤粉颗粒在炉膛内的停留时间、燃烧器区域空气分级效果、下炉膛出口烟气温度和水冷壁壁面热流分布有不同的影响。相比6台磨煤机运行,当5台磨煤机运行,停运上层燃烧器时,煤粉颗粒停留时间增加,飞灰含碳量降低,煤粉燃尽率增加;燃烧器区域空气分级效果得到强化,NOx排放量降低;下炉膛出口烟气温度降低,有利于降低大屏过热器挂渣的倾向。     

600MW循环流化床锅炉水冷壁和中隔墙传热特性

采用结合颗粒动力学的双流体模型,利用FLUENT软件计算600MW循环流化床锅炉炉膛内气固三维流场,将水冷壁、中隔墙表面气固三维流场结果与循环流化床颗粒团更新传热模型相结合,得到水冷壁、中隔墙传热系数三维分布和热流密度。结果表明,炉膛的气固流动呈双环核结构分布,在水冷壁及中隔墙表面均存在贴壁下降颗粒团;炉内受热面传热系数受其表面的气固流场参数影响大,尤其是颗粒浓度;水冷壁、中隔墙传热系数轴向分布相似,沿床高增加,颗粒团壁面覆盖率减小,对流传热系数减小,辐射传热系数增大,总传热系数和热流密度逐渐减小;炉膛四角以及水冷壁和中隔墙的夹角处存在相对较高的传热系数和热流密度。     

燃煤汽包炉发电机组的动态建模及其运行数据验证

基于机理分析并结合机组实际运行数据,建立了一台汽包锅炉燃煤机组的非线性动态模型。该模型描述了机组的汽包压力、主蒸汽压力、主蒸汽温度和输出功率的动态特性。该建模方法避免了附加试验信号对机组正常运行的影响。建模过程中,当机组变负荷运行时,其他重要参数如压力、蒸汽流量及吸热量对主蒸汽温度的动态特性的影响得到了研究;并且过热器吸热量由炉膛辐射能信号来确定。验证结果表明：在一定范围内,模型输出的4个输出变量基本上与机组数据是一致的。     

基于图像处理及辐射传热逆问题求解的二维炉膛温度场重建

基于辐射图像处理和辐射传热逆问题求解,建立一种二维炉膛温度场重建方法。该方法中,图像采集装置（如ＣＣＤ摄像机）成像单元接收的辐射能由炉膛中各气体和壁面单元发射的辐射能决定。采用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法计算出ＣＣＤ摄像机各成像单元所接收的各气体和壁面单元的辐射能的份额,即炉膛温度可从ＣＣＤ摄像机成像单元接收辐射能中重建温度分布。研究对象为一个由灰色炉膛壁面和灰色气体所组成的二维辐射－吸收系统。在Ｃ     

循环双流化床汽水系统数学建模及动态仿真

建立了采用上下锅筒自然循环蒸发方式的循环双流化床的汽水系统的数学模型,考虑了双流化床的汽水的质量平衡、能量平衡、传热及介质状态方程,反映了双流化床内部汽包压力、产汽量、过热蒸汽温度等关键参数的动态变化,能够满足实时仿真的要求。     

电站锅炉过热系统分布式传热模型及其应用

根据热量来源将过热系统传递的能量分为屏前/屏后烟气辐射、屏间烟气辐射、炉膛火焰辐射、炉顶管辐射、管屏表面自身辐射以及对流传热6种类型。将屏前/屏后烟气辐射以及炉膛火焰辐射视为烟黑体窗平面的辐射，在此基础上把6种类型的传热归结到一个封闭系统内，进而建立了一种可同时反映各种不均匀性因素的过热系统分布式传热模型。应用模型对某台300MW机组后屏过热器热流分布进行模拟，揭示了各种类型热流的不均匀性和对总传热量贡献的差别。该模型可以用于过热系统的分布式热力计算，并可为过热系统分布参数动态模型的建立提供必要的边界条件。     

电站锅炉汽包热应力的产生及控制

就电站锅炉汽包壁温度变化引起的热应力进行讨论,详细分析了汽包上下壁、内外壁温差的产生原因、温差引起的热应力的产生过程和热应力对汽包寿命的各种影响因素,介绍了热应力的计算公式,提出了控制汽向壁温差的措施,以保证汽包安全运行。     

300 MW四角切圆煤粉锅炉燃烧和NOx排放的数值模拟

运用国际上最先进的TASCFLOW软件平台与大型燃煤锅炉炉膛的数值模拟计算软件COALFIRE,对1台300MW四角切圆煤粉锅炉炉内流动、传热、燃烧及污染物的排放规律进行了数值模拟。结果表明:整个炉膛温度最高的地方出现在燃烧器区域;炉内各组分浓度分布与温度分布有密切的关系;炉膛出口氧量为6.4%左右;NOx的生成主要在炉膛的燃烧器区域,沿炉膛高度浓度逐渐减小。同时也得出了炉内壁面热负荷的分布规律。     

2008t/h锅炉末级再热蒸汽出口温度低的原因研究

通过对锅炉进行热力试验和反向推导计算,分析对了炉膛出口烟温和各受热面温升,找出了末级再热器出口汽温比设计值低的原因,即炉膛出口烟温低于设计值和布置的末级再热器传热面积少。     

电厂锅炉变氧量运行经济性分析及经济氧量的优化确定

电厂锅炉炉膛出口运行氧量发生变化时，其它主要的运行经济指标如灰渣未燃烬碳含量，排烟温度，送引风机总电耗、主汽温度、再热汽温度以及减温水量都将发生变化，该文综合上述所有经济指标的影响，给出了氧量引起的净供电煤耗变化率的分析方法，并以供电煤耗作为优化目标，确定了机组的经济运行氧量，以一台300MW机组为例的分析表明，参与调峰运行的机组通过改进氧量控制，能有效降低运行可控损失，提高运行经济性。     

一种确定锅炉沿炉膛宽度方向热负荷分布的方法

电站锅炉在运行过程中,炉膛热负荷分布受燃料类型、燃烧方式、炉膛形状等多种因素的影响。针对炉膛热负荷分布难以准确预测的问题,提出了一种确定超超临界墙式切圆燃烧直流锅炉沿炉膛宽度方向热负荷分布的计算方法,将某一工况下管子出口温度作为已知条件,结合系统结构参数进行水动力计算,建立压降计算模型,研究水冷壁系统的流动特性以及炉膛的传热特性,确定水冷壁系统阻力、压降以及流量分布。根据计算结果得到单根水冷壁管沿炉膛宽度方向的热负荷分布规律,并以此为基础,建立热负荷模型,对另一工况进行计算与分析。计算结果表明,本文所提出的热负荷分布计算方法能够准确反映每根管子总吸热量沿炉膛宽度方向的分布,可以应用于锅炉现场运行的安全性分析。