低温省煤器优化设计及烟道流场模拟

发布时间：2020-06-24 11:05

【摘要】：由于锅炉排烟热损失是锅炉热损失中最大的一项,为降低锅炉排烟热损失,提高机组效率,近年来国内燃煤电站广泛开展加装低温省煤器的余热利用改造工程。随着运行时间增加,许多已投运低温省煤器在运行中出现由于烟气流场不均造成的磨损泄漏问题。因此,为保障低温省煤器安全运行,必须有效解决烟气流场不均问题。本文基于某电厂实际工程项目,从管材、管型两方面进行低温省煤器换热器的优化设计。通过分析低温腐蚀机理,计算出酸露点温度,采用耐腐蚀ND钢以预防低温腐蚀,采用H型翅片管以增强换热。编制设计流程图,对低温省煤器进行设计计算,最终得到低温省煤器合理的结构参数、传热系数及传热量。根据本文设计的低温省煤器尺寸和原烟道布置情况,建立低温省煤器及前后烟道的数值模型,对未加导流板的原始方案进行BMCR工况下数值模拟,发现存在低温省煤器入口烟气偏流严重及两分叉烟道流量不均问题。具体为两烟道第一排受热面前300mm截面上速度分布偏差系数Cv分别为25.5%、28.4%,两烟道流量偏差率为3.04%,烟道总压降为302 Pa。针对此问题,提出三种优化方案,分别通过在弯头、扩口段、分叉烟道处加装导流板和改变烟道布置等方法使烟气流场均匀,降低磨损泄漏风险。BMCR工况下,通过对三种方案的速度云图、压力云图及流量偏差比较分析,确定第三种方案为最优方案。此方案额定工况下两烟道第一排受热面前300mm截面上速度分布偏差系数Cv分别为11.6%、12.8%,两烟道流量偏差率为2.6%,烟道总压降为360 Pa。再对最优方案进行75%和50%负荷工况下数值模拟,通过对不同负荷下的速度云图、压力云图及流量偏差比较分析,得出随着负荷降低,流场不均匀性和总压降均降低,最优方案在各负荷下均能满足流场均匀性要求。因此,采用第三种方案能有效解决由于烟气偏流导致局部烟气流速过高,而造成的低温省煤器局部磨损泄漏问题,提高低温省煤器设备的安全性。通过对比分析加装低温省煤器后投运和切除时的经济性参数,进行经济性分析,得出降低的发电煤耗率和标煤量,可有效节省燃料成本,增加发电厂经济效益。
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM621.2
【图文】：

华北水利水电大学硕士学位论文数多或烟气温度较低会促进 SO2向 SO3的转化。量空气系数，使 SO3生成量减少，从而降低转化率的影响，如图 2-2 所示。

332OSOSSO 化转率图 2-2 烟温和过量空气系数对 SO3转化率的ence of smoke temperature and excess air coefficien的含量水蒸气的浓度升高,水蒸气的分压力也升高，，进而增大烟气酸露点。水蒸汽浓度与烟气酸

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 尤风霞;;H型翅片管式换热器传热和阻力特性数值研究[J];能源与节能;2015年05期

2 吴艳艳;孙奉仲;李飞;陈昌贤;;H型翅片管束空气流动及换热特性[J];山东大学学报(工学版);2014年06期

3 宋晓娜;韩宇;张晨旭;徐钢;刘超;杨勇平;;电站余热利用方案的热力学对比分析[J];热力发电;2014年08期

4 谢天;李杨;周元祥;江浩;;一种基于烟气中SO_2浓度计算锅炉烟气酸露点的方法[J];热力发电;2013年12期

5 黄圣伟;徐钢;杨勇平;刘超;刘文毅;杨志平;;电站锅炉烟气余热利用的热力学分析与优化设计原则[J];现代电力;2013年01期

6 张基标;郝卫;赵之军;胡兴胜;殷国强;;锅炉烟气低温腐蚀的理论研究和工程实践[J];动力工程学报;2011年10期

7 贾兴豪;彭向和;龙血松;;导流板改善弯管流场的数值模拟与优化[J];西南大学学报(自然科学版);2011年03期

8 安恩科;马健越;;加装低压省煤器对汽轮机相对内效率的影响[J];同济大学学报(自然科学版);2010年10期

9 阎维平;董静兰;;超临界机组锅炉运行排烟温度偏高原因探讨[J];热力发电;2010年08期

10 于新娜;袁益超;马有福;刘海磊;;H形翅片管束传热和阻力特性的试验与数值模拟[J];动力工程学报;2010年06期

本文编号：2727781