燃煤锅炉三维CFD数值模型水冷壁热边界条件设定方法

目前,燃煤锅炉三维CFD数值模拟中对炉膛水冷壁传热分布的预测大都基于给定的壁面温度边界条件。然而,此方法无法体现锅炉运行状态对壁面传热与壁温分布的影响。提出了一种基于锅炉烟气侧放热与汽水侧吸热间热平衡关系的壁面传热计算方法,并重点讨论了壁面传热系数的物理意义及取值方法。研究发现,壁面传热系数基本由壁面结渣状态决定,因此可根据壁面渣层的传热系数确定。本文方法将影响壁面传热的关键因素合理地体现在计算过程中,同时在模型复杂性与工程适用性之间保持了合理的平衡。采用此方法对一台320 MW锅炉的燃烧与传热分布进行了数值模拟,水冷壁吸热量的预测结果与锅炉运行数据吻合良好。     

600 MW超临界“W”型火焰锅炉优化内螺纹管壁温及热负荷分布试验研究

在超临界"W"火焰锅炉水冷壁上设计安装了监测管内外壁温及管内工质温度的测量装置,得到了优化内螺纹垂直水冷壁管壁温、管内工质温度及典型负荷下炉膛截面热负荷分布等实炉运行数据。试验及研究结果表明:在机组由亚临界到超临界的转换过程中,管水冷壁管内外壁温与管内工质温度呈现剧烈变化状态,在超临界负荷下,内壁与工质的换热明显减弱,水冷壁的安全性受到威胁;管内外壁温差及内壁与工质温差沿炉膛宽度和深度方向均呈现中间高两侧低的分布,水冷壁向火侧管外壁温度大大低于设计值,水冷壁有较大的安全裕量,实际炉膛截面热负荷分布介于两种设计热负荷值之间。     

膜式水冷壁特定点温度相关性的研究

为了监测电站锅炉膜式水冷壁向火侧危险点壁温,基于温度场数值模拟结果研究了向火侧危险点温度和背火侧特定点温度的关系。首先用数值模拟方法计算了大量工况下水冷壁截面温度场分布,然后根据数值模拟结果拟合背火侧3个特征点温度差值与向火侧2个危险点温度的关系表达式,并进行了实验验证。通过监测水冷壁背火侧3个特征点温度,根据关系式即可实现在线间接监测向火侧危险点温度。图3表3参8     

600 MW超临界锅炉燃烧器区膜式水冷壁温度场的数值计算

基于有限元法对某电厂600 MW机组锅炉在不同超临界工况下燃烧器区膜式水冷壁的温度场进行了分析和计算.采用双线性四边形单元对水冷壁温度场进行剖分,分区段计算了向火侧的热流密度.依据水冷壁入口和出口工质的实际温度和压力,确定了管内工质温度及管内的对流换热系数,计算了超临界压力下不同工况的水冷壁温度分布,并对造成水冷壁超温的原因进行了分析.对计算结果与实测值进行了比较,误差很小.     

煤粉炉结渣实时诊断与监控模型

水冷壁结渣是影响煤粉炉经济运行的重要因素，通过测量水冷壁背火侧鳍端温度和炉内辐射热流密度，可以诊断出炉膛内水冷壁表面的结渣程度。但炉内辐射热流密度测量困难，为了获取水冷壁上各个位置的炉内辐射热流密度，该文建立了一个用于实时诊断的一维炉膛温度场模型，并由此建立了一个用于炉内结渣的实时诊断与监控模型。仿真表明：该模型在应用范围内能够较为准确地描述炉内的温度场，计算速度快、实时性好，对炉内结渣诊断结果准确，实用性能。     

600MW超临界锅炉机组螺旋管圈水冷壁管壁温度

超临界锅炉水冷壁尤其是燃烧器区水冷壁的温度场计算对水冷壁的安全运行有重要意义。本文采用分区段热力计算方法计算了向火侧的热流密度。依据水冷壁入口和出口工质的实际温度和压力确定了管内工质温度及管内的对流换热系数。基于有限元法对某电厂600MW发电机组锅炉在100％BMCR工况条件下螺旋管圈水冷壁温度场进行了分析计算。     

700℃超超临界锅炉壁温特性研究

采用分区简化一维电站锅炉炉内气动一传热模型,理论计算了700℃超超临界锅炉炉膛水冷壁及管内工质温度的空间分布特性。计算结果表明:沿炉膛高度方向上煤粉燃烧器区域水冷壁热负荷较高,炉膛中间热负荷高,而上下炉膛的热负荷偏低;水冷壁周向温度呈中间高两侧低的抛物线型分布,700℃、35 MPa超超临界状态下,锅炉在BMCR工况下的水冷壁管内工质为单相流体,无明显大比热区域,壁温最大高达到619℃。因此,在5%左右的设计裕度下,建议水冷壁管材应选用许用温度大于650℃的材料。     

吹灰对超超临界锅炉水冷壁超温影响的试验研究

通过在某台超超临界参数锅炉水冷壁管特定区域安装能同时测试水冷壁管向火侧壁温、背火侧壁温及管内工质温度的测试装置,实现对水冷壁管温度的实时监测,分析不同工况下投运炉膛吹灰器对水冷壁壁温的影响。结果表明:变负荷工况下燃烧强度与给水流量的不匹配特性易导致水冷壁超温,该工况下的吹灰会加剧壁温突升的幅度,且连续升负荷工况下壁温突升,约至80℃;相同试验时间内,最大壁温突升幅度和平均壁温突升幅度都随着吹灰汽源压力的降低而升高,吹灰汽源压力1.2 MPa时,最大壁温突升幅度约74℃;单只吹灰器每天投运两次使得当天壁温突升频次达到约15次,最高壁温约达到75℃,壁温突升频次和幅度较每天投运一次明显上升;稳定高负荷工况下吹灰对水冷壁壁温的影响最小。推荐炉膛吹灰操作尽量选择在稳定高负荷工况进行,同时保证吹灰汽源压力高于1.2 MPa,并尽量减少一天内单只吹灰器的投运次数。     

循环流化床锅炉炉膛的传热计算

结合以往对循环流化床(CFB)锅炉炉膛传热系数的研究成果,建立了CFB锅炉炉膛传热系数的计算模型,并对辐射传热系数和对流传热系数的计算分别进行了相应的分析.对某CFB锅炉在100%负荷条件下的炉膛传热系数进行了计算,并对影响该传热系数的主要因素进行了分析,包括受热面结构尺寸、床层温度Tb、工质温度Tf、工质侧传热系数af以及壁面黑度εw等.结果表明:该模型能够合理地反映出以上因素对CFB锅炉炉膛传热系数的影响.     

1025t/h直流锅炉水冷壁壁温特性理论研究

介绍了作者对上海锅炉厂有限公司1025t／h亚临界压力直流锅炉水冷壁壁温特性的理论研究。运用壁温计算的有限单元法,编制程序计算得到了锅炉上、中、下三个辐射区水冷壁高度方向的壁温分布。结果表明在所有负荷下,水冷壁管壁最高温度工况是安全的,不存在超温的危险;管间温差也在允许范围内,不会引起过大的温差应力。还得到了水冷壁全平面上的平均壁温分布和管子最高壁温度分布,表明水冷壁壁温状况不仅与热负荷有关,还受到管内工质状态和参数的极大影响。     

风力发电在渭河堤防工程的开发展望

渭河横贯关中腹地,风力资源丰富,风能是一种环保的可再生能源。渭河堤防全线贯通,为开发利用河道风力优势提供了方便。发挥渭河流域河道堤防潜能,建立风力发电场,将风能转化为电能,可提升河道的经济能效,美化沿岸环境,促进周边城市的旅游发展和经济发展。     

Studies on the effect of temperature of the electrolytes on the rate of production of hydrogen

In this technical note, the electrolysis of a synthetic alkaline electrolyte was carried out at different temperatures varying between 10°C and 80°C and the effect of temperature on the rate of hydrogen production was studied. It was found that at a higher temperature of the electrolyte the rate of production of hydrogen was higher. However, the rise in the efficiency of the production of hydrogen was not significant at higher temperatures.     

凝汽器有缺陷对循环水系统经济运行方式的影响

以热力系统变工况为基础建立了凝汽器真空的变化对机组运行经济性影响的数学模型，研究了凝汽器存在缺陷对开式循环水系统优化结果的影响。对具有两台循环水泵的300MW凝汽机组计算表明，凝汽器存在缺陷导致其传热系数降低时，双泵运行比单泵运行更经济的临界负荷也随之降低。这一结论对指导循环水系统的经济运行具有一定的理论和实际意义。     

粗糙度对压气机叶栅性能影响研究

受工作环境的影响,空气中的杂质进入到压气机内部,这些杂质冲击压气机部件表面造成壁面粗糙度增加,严重时会造成叶片损伤,严重影响压气机的安全稳定运行。为了分析粗糙度造成压气机性能衰退的气动原因,首先需要研究粗糙度对叶栅性能的影响。选择某双弧形压气机叶栅作为研究对象,首次使用一种多控制点叶型型线变化的方法模拟二维粗糙叶片表面,从而实现粗糙叶片的物理模型体现。数值模拟计算过程中避开了传统的、经验式的壁面函数方程,提高了数值模拟对于粗糙表面的计算精度。研究了不同粗糙度以及不同粗糙位置条件下叶栅各方面的损失变化。研究结果表明：当叶栅表面完全粗糙时,尾迹损失值较光滑叶栅升高33%;叶背前缘20%位置的粗糙度对叶栅性能影响最大。     

“U”型井开发煤层气适应性研究

国内外煤层气研究成果和生产实践证明,需要不同类型的钻井开发煤阶、含气量、含水量等关键参数相异的煤层,以实现煤层气产能最大化。作为一个新的钻井类型,研究"U"型井适合钻探的煤层类型对于提高其产能,实现中国煤层气产业化至关重要。为此,选取沁水、鄂尔多斯盆地等中、高煤阶盆地,根据其地质资料及煤层气生产资料,从煤阶、煤层厚度、煤割理与钻进方向关系、含水量、煤层倾角等方面阐述了"U"型井钻井适应性,认为低煤阶煤层因硬度、密度低,采用"U"型井钻探容易引起坍塌;"U"型井采用两井连通、地质导向、远距离穿针等新技术,而厚煤层在有效使用这些技术的同时,更容易实现在煤层中钻进;"U"型井具有水平井和直井两个井口,可以更有效排出高含水煤层中的承压水,同时也可利用煤层坡度,将直井设置在煤层下倾方向,利用重力排水采气;"U"型井中的水平井具有方向性,垂直于面割理方向钻进可以获得较大产能。以上研究成果表明:"U"型井可以有效开发割理发育、具一定倾角、高含水的中高煤阶厚储层。该研究成果为"U"型井高效开采煤层气指明了方向。     

叶顶间隙对离心式压气机效率的影响研究

针对涡轮增压器压气机的叶顶间隙进行数值模拟计算,探究其对压气机效率损失的影响。研究结果表明:在均匀叶顶间隙下,随着叶顶间隙的增大,压气机的效率随之降低;在恒定转速下,随着压气机稳定流量的增加,叶顶间隙变化引起的效率衰减量逐渐增加;在恒定流量下,随着压气机转速的增加,叶顶间隙的变化引起的效率损失逐渐减小;在变叶顶间隙下,叶轮出口叶顶间隙的减小可以使压气机效率得到明显的改善。     

可再生能源电厂并网对地区电网的影响

生物质能发电、风电、水电等可再生能源机组的并网将改变地区原有的电力系统的特性.文章从地区电网的动态稳定性、供电可靠性、调度运行、网供负荷预测、电能质量等方面就可再生能源电厂并网对地区电网的影响进行了分析,对如何消除不利影响,实现电网安全、稳定、经济地运行,提出了一些对策.     

上风向山头对风电机组的安全性影响研究

  目的  由于生态保护和风场边界等条件的限制,有些机位点的主风向方向存在明显山头障碍物遮挡,影响了机组的发电量和安全性能,文章旨在研究减小山头对机组影响的方法。  方法  基于STAR-CCM+软件平台对主风向上有山头遮挡的机位点附近地形进行了数值模拟,分析了扇区管理、提高轮毂高度、地形修整等方法对机组的安全影响。  结果  结果表明:扇区管理、提高轮毂高度和地形修整都能改善风机的安全性。但在该项目中,采用双平台的地形修整的方法对改善风机安全性更加有效。  结论  分析结果可为如何降低来风方向的山头对风机的影响提供方法参考。     

管束模块位置对凝汽器性能影响的研究

采用数值模拟方法研究了某双管束模块凝汽器壳侧的蒸汽流动、传热情况,定量分析、比较了不同管束模块布置位置对于凝汽器性能的影响。结果表明将管束模块对称地布置于凝汽器中心位置时,凝汽器性能并非最佳,将管束模块往壳壁方向稍做偏移可能会获得较低的凝汽器压力。论文工作为凝汽器的工程设计提供有益的思路和参考。