基于四分仓空气预热器热力及漏风计算的余热利用系统分析研究

发布时间：2020-02-10 00:00

【摘要】：随着环保和资源压力越来越大,我国对火力发电厂的节能减排要求日益严格。为减少锅炉尾部排烟损失,新型的余热利用系统开始得到应用。新型的余热利用系统以四分仓空气预热器为核心,并在空气预热器烟气入口处设置烟气旁路,在烟气旁路中,设置两级低温省煤器,从而实现了高低能级耦合余热利用。四分仓空气预热器在系统中扮演着核心角色,结构比二、三分仓空气预热器更加复杂,而对于四分仓空气预热器的研究尚不完善,许多问题亟待解决。本文建立了四分仓空气预热器的热力及漏风耦合计算模型。热力模型基于对流换热及能量守恒方程,考虑了换热元件的轴向导热及携带漏风的影响,利用有限差分法进行求解。可得到四分仓空气预热器内部温度场、压力场、速度场等热力参数。漏风模型中建立了四分仓空气预热器漏风综合分布模型,对每个分仓假设了 3处漏风腔室,基于能量守恒和质量守恒方程,利用牛顿迭代法进行求解,可得到四分仓空气预热器中各处漏风的漏风量及漏风方向。本文利用Matlab编写了计算程序,可方便地求解模型。通过分析四分仓空气预热器热力及漏风特性发现,在稳态时,流体与换热元件温度分布十分接近,换热温差很小,而且主要存在于空预器的冷段。在烟气仓出口处,虽然混合出口温度较高,但其最低温度与空气入口温度接近,容易出现低温腐蚀。径向漏风是空气预热器中最主要的漏风方式,占比近七成。对比换热面积、体积、密封间隙和运行工况均相同的四分仓和三分仓空预器漏风率发现,在不同的负荷下,四分仓和三分仓空预器的漏风率变化趋势一致,但四分仓空预器的漏风率始终低于三分仓空预器。本文在定烟气量和定排烟温度两种情况下,对一次风旁通量、一次风率、转子转速等运行参数进行变工况分析,得到了出口温度、系统效率、旁路烟气量等参数的变化规律,为系统运行提供了良好的指导。最后,本文从定义出发,给出了回转式空气预热器ε-NTU分析方法并绘制出了线算图,该方法可以屏蔽转子转速、入口温度、流体质量流量的影响,根据线算图方便地得到空气预热器的效能。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TK115;TM621

【参考文献】

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本文编号：2577992