用于炉内除尘的轴向直流式旋风除尘器的实验研究

提出锅炉炉内设置除尘器以减轻工业锅炉原始粉尘排放浓度的方法.对适用于炉内除尘的轴向直流式旋风除尘器,影响其除尘效率及阻力系数的几个主要因素进行了实验研究.研究分析了除尘器进口导流叶片角度、出口直径、稳流体长度等对除尘效率和阻力的影响以及除下灰的粒径分布和分级效率.得出合适的出口直径为分离段直径的0.7倍左右;进口角度过小会导致阻力过大,选取60 °为宜;稳流体长度设定应考虑除尘效率与阻力系数两方面的权衡.最终建立了适合炉内使用的轴向直流式旋风除尘器结构形式.为工业锅炉本身的性能改进提供了研究分析和实验依据.     

某船用柴油机排气波纹管故障分析与改进

针对某船用柴油机的排气波纹管导流筒焊缝断裂和波纹管部分波与波之间严重贴合故障,对导流筒焊缝裂纹部位开展宏观、微观及理化失效分析。分析表明:导流筒焊缝断裂系焊缝晶间腐蚀疲劳所致。波纹管波纹段的设计补偿量与工作状态实测补偿量的对比,及平台疲劳寿命试验显示:波纹管严重贴合故障的原因为波纹段补偿量严重不足。据此提出了相应的改进方案:导流筒设计成一体成型翻边结构;更改涡前波纹管的设计轴向补偿量。试验表明:改进后的涡前波纹管未再出现类似故障。     

导流片对真空管输运性能影响的实验研究

导流片沿真空管轴平面布置,形成U形通道,改善管内流体流动状态,提高自然对流换热。实验结果表明:当水的出口温度约37℃时,无导流片的真空管内水温开始出现波动;而这种水温波动,只是当水的出口温度接近50℃时,才出现在布置导流片的真空管内。对于布置导流片的真空管,水的进出口温差约为5℃,而对于无导流片的真空管,则约为3℃。导流片的安置,可将真空管集热器的效率提高10%~14%。     

加装导流板的真空管热水器流动与换热的数值模拟

针对真空管与水箱连接处冷热水混流、出现随机涡流而影响换热等问题,分别建立了两种加装导流板结构模型.用FLUENT软件对两种导流结构热水器进行三维数值模拟研究,并与原结构进行比较分析,研究了真空管内的对流换热过程以及水箱内流体的分层情况.结果表明:加装导流板后,管口和水箱内的冷、热水混合换热情况得到了改善,增强了管内流体...     

导流板影响SCR脱硝烟道气动性能数值研究

为研究300MW电厂SCR脱硝烟道内部气动流场,采用数值模拟方法,在获得原始流场烟气分布规律的基础上,分析了入口段扩张流道导流板对速度场的影响。结果表明:导流板可以很好的改善扩张流道内烟气的流动性能,一定程度上均化了催化剂前的速度分布,随着导流板数量的增加,扩张流道出口的速度偏差系数逐渐减小,而催化剂前的逐渐增大,其中在减小反应器中间高速区方面,最佳方案为Case 2。     

排汽缸导流内环子午型线改型设计的数值研究

为了降低某汽轮机低压排汽缸的流动损失,对占流动损失比例较高的环形扩压器进行了改型设计,改变扩压器内导流环子午型线圆弧段半径,数值研究其大小变化对排汽缸气动性能的影响。结果表明,扩压器内导流环圆弧段半径增大,提高了汽流在环形扩压器中的增压程度,降低了汽流由扩压器出口进入排汽蜗壳时的压力突升,改善了排汽缸的气动性能。     

余热锅炉入口烟道数值模拟

余热锅炉入口烟道的不同结构对其速度场的分布会产生重要的影响.采用标准 k-ε两方程模型,对入口烟道的第1段仰角及其长度、入口烟道的总长度的改变以及加装导流板等情况进行了速度场的数值模拟.结果表明这些因素之间存在优化组合,使出口截面的速度分布趋于均匀,加装导流板可明显改善入口烟道内及其出口截面的速度分布均匀性.     

非能动余热排出系统C型管换热器数值模拟

为保证在事故工况下非能动余热排除系统有效导出余热,对其主要设备PRHR热交换器进行换热特性研究,建立了非能动余热排出系统C型管换热器的内外耦合传热分析模型,采用一维均相流模型计算管内冷凝换热与CFD程序分析水池空间的自然对流。研究进口质量流量、进口流体含气率、管倾角和水箱温度对C型管换热器换热特性的影响。结果表明:C型管换热器入口倾斜段管内始终为饱和的两相流体,在竖直段与出口倾斜段,管内流体温度逐渐下降;管内压力、流体焓值和换热系数沿管长逐渐降低;大约在冷凝70 s后,管内流体参数趋于稳定;管壁温度在入口倾斜段迅速下降,在竖直段和出口段趋于平缓。增大进口质量流量与进口流体含气率,流体温度、流体焓以及管内外换热系数增加,并且沿流动方向受两者的影响逐渐减小;若管倾斜角度增大20°,出口倾斜段管内流体温度下降约3℃;当水箱温度升高10℃,汽泡生成与脱离速度加快,水箱内部换热增强,入口倾斜段外壁温升高2℃左右,出口倾斜段外壁温大约升高0.2℃。CFD模拟结果展示出水箱内汽泡大部分聚集在C型管上部并逐渐向上流动,致使热流体向上运动,冷流体向下流动,形成自然循环。     

旋流器和射流孔流通面积对燃烧室流场及温度场影响的数值研究

针对微型燃气轮机机组中燃烧室总压损失较高的问题,利用ANSYS Fluent软件对火焰筒内部的流场和温度场进行了数值模拟研究,分析了增大火焰筒旋流器及射流孔的流通面积前后,火焰筒内轴向速度、切向速度、回流区、壁面温度和出口温度分布等的变化规律。结果表明:同时增大旋流器、主燃孔和掺混孔的流通面积,分别增大21%、40%和44%,总压损失由6. 34%降至3. 97%,但会引起火焰筒内回流区范围减小,掺混效果降低和燃烧不稳定等问题。     

导流板结构对真空管热水器流动与换热的影响

针对真空管与水箱连接处出现随机涡流,不利于换热的问题,建立了真空管内加装导流板结构模型,运用Ansys Fluent软件对加装不同长度、厚度导流板结构的热水器进行三维数值模拟研究。导流板的存在减小了管内及连接处冷热流体的混合,使速度场均匀,流动稳定无扰动,保证了冷热流体的有序流动;特别是在真空管的下半部分,流体由水箱流入真空管处的速度提高,且流动稳定无涡流;加装不同长度导流板后,真空管底部、中部以及接近水箱入口处的水流平均速度提高了20%～313%,大大地增加了真空管下半部,特别是底部的热交换效率。     

汽轮机内湿蒸汽两相流流场的实验研究

凝汽工汽轮机末几级往往工作于湿蒸汽区，工作条件恶劣。作者研究了能同时测量汽液两相流动状况的集成化探针，并成功地在电厂进行了实测。实验结果表明：汽轮机中湿蒸汽的流动特性沿叶高是不均匀的，湿蒸汽中二次水滴的流动速度和方向与主汽流都有很大差别。讨论了湿蒸汽流场的测量方法并对部分实验结果进行了分析。     

200MW汽轮机通流部分改造

扼要阐述了哈汽公司早期生产的200MW汽轮机通流部分效率低的现状及原因。结合扬州发电有限公司4号、5号机组通流部分改造的实际情况，介绍了改造中先进技术的应用和改造的效果。     

湿蒸汽两相流动的非定常数值模拟

应用两相均质混合模型、湿蒸汽平衡相变模型以及双时间步长法,对某超临界汽轮机末级叶栅流场进行了全三维非定常的数值计算.计算结果表明:湿蒸汽流动与流场内的非定常特性密切相关,其定常计算结果与非定常的时均结果不相一致.由于动静叶干涉的影响,动叶栅出口由非定常计算得到的湿度值小于定常计算得到的结果.     

小容积流量工况下汽轮机末级流场的计算研究

基于气体动力学基本方程和附面层理论，对汽轮机在小容积流量工况下的末级特性进行了理论分析，着重分析了回流首先出现的位置及它的扩张方向，并结合试验提出了汽轮机末级流场已出现回流的流动模型及对此模型的求解方法。利用此模型对某100MW机组进行了计算，与实测结果基本符合。     

汽轮机级组特征通流面积的应用

介绍了汽轮机级组特征通流面积在工程实际应用中的相关表达式,以某火电厂310MW机组为例,对汽轮机级组特征通流面积进行分析。通过计算级组特征通流面积的偏差率和级组的相对内效率,判断汽轮机通流部分的运行状况,得出汽轮机第Ⅰ级组通流面积减小、其它级组工作正常、第7段和第8段抽汽压力测量值不准确、以及第5段和第6段抽汽口可能有热蒸汽漏入的结论,并提出在机组大修中对重点部位进行检查和处理建议。实践证明,利用级组特征通流面积进行理论分析的结果与实际相吻合。     

蒸汽轮机抽汽口流场的数值模拟

用数值模拟的方法对大功率蒸汽轮机抽汽口(从通流部分到抽汽管)的流场进行了研究,给出了流场模拟的数学模型及其解法。详细描述了从通流部分到抽汽管的各段内流场的结构。指出：由于抽汽的影响,在通流部分外径处抽汽缝进口前壁的位置形成了一个惯性涡区,相对于抽汽道其它部分来说,该旋涡区所造成的流动损失最大;在通流部分不但出现了参数的径向不均匀分布,也出现了参数的周向不均匀分布;集气室内形成了一对旋转方向相反的螺旋涡,并将计算结果与实验结果进行了比较。     

某电厂200MW汽轮机组通流改造

某电厂#3、#4汽轮机是东方汽轮机厂生产的N-200,130,535,535型超高压、中间再热、三缸三排汽冷凝式汽轮机,该汽轮机进行三缸全优化增容改造,对节约能源和保护环境都有重大意义。通过对#3、社4汽轮机改造后,热力试验表明：机组效率得到提高,降低了热耗,增加机组出力,提高机组运行可靠性。     

大型空冷汽轮机通流设计

采用CFD技术对某大型空冷汽轮机通流进行全三维变工况设计,掌握了空冷机组通流的三维流动特点,采用了包含汽封的叶片整体优化全三维设计,新型反动式大焓降叶片等新技术。并设计了专用于空冷机组的末级长叶片及相应低压排汽装置,有效保证了空冷机组安全高效运行。     

凝汽器水侧流动的三维数值模拟

运用计算流体力学的方法,采用多孔介质模型对凝汽器水侧流场进行了数值模拟.从计算所得三维流场可清楚地掌握影响凝汽器工作的重要因素：该凝汽器进口水室漩涡的存在使流动阻力增加,流动恶化;高速流体集中于水室中心区域,会影响换热器的换热性能.其整体阻力特性与试验数据吻合较好,表明该模型和计算方法正确.解决了凝汽器水侧数值计算建模的困难和网格数量问题,为动力装置冷却水系统整体的数值模拟提供基础.图6参5     

转静盘腔中蒸汽/空气瞬态响应特性对比

为对比蒸汽和空气在转静盘腔中的瞬态响应特性,建立了转静盘腔数值计算模型,基于用户自定义函数编程编写了非稳态边界条件,通过CFD非稳态数值模拟方法研究了进口压力以阶跃函数和斜坡函数变化时蒸汽和空气流动的瞬态响应特性。研究表明:蒸汽的瞬态响应特性明显优于空气;同一无量纲跃升幅值下,两种介质瞬态响应过程的总体趋势基本相同;当无量纲跃升幅值由1. 05增至1. 25时,蒸汽总温的超调量比空气平均低45. 9%;斜坡时间由0. 025 s增至0. 16 s时,蒸汽总温的超调量比空气平均低39. 4%;对于同一流动参数,蒸汽的响应时间要明显少于空气。