AQC锅炉入口流场对过热器换热及磨损的模拟研究
发布时间：2020-05-19 09:22
【摘要】：本文以湘潭某水泥企业预分解窑余热回收系统中AQC锅炉(窑头余热锅炉)为研究对象,采用数值模拟方法,对AQC锅炉烟道进行流场优化,获得在分段扩散及布置导流板两种优化方案下流动结果。在较优方案下,对余热锅炉过热器区域对流管束传热特性进行深化研究,同时对过热器内环形鳍片管的磨损特性进行研究,研究成果为AQC锅炉的高效低磨损设计与运行提供了技术支持。具体研究内容及结论如下:(1)入口烟道采用分段扩散方法时,对其第一段扩散角度(α)与扩散长度(L)研究发现,当L=3.0m、α=15°时,此时入口烟道出口截面均方差及总压降分别降低了 56.63%和27.0%。采用布置导流板进行优化时,对其导流板长度(Ld)与导流板间距比(K)研究发现,当Ld=4.5m、K=1.8,入口烟道出口截面均方差及总压降分别降低了 82.4%和9.5%。(2)对过热器进行换热特性研究。研究发现,对入口烟道流场进行优化能明显改善过热器段烟道内的流场,同时提高管束换热能力。相比原烟道结构,分段扩散最优结构下及导流板布置最优结构下过热器管束表面换热系数分别提高了 5%及15%。同时基于原烟道结构,对不同烟气温度及不同烟气流量下换热性能及压降进行了分析研究,结果显示,管束表面传热系数随烟气温度的升高或流量的增加而增大,压降随温度的升高呈降低趋势,随流量的增加而增加。(3)对气固两相流参数下错排布置的环形鳍片管磨损特性进行研究,得到不同颗粒粒径、烟气流速及烟气含尘量下不同管排的磨损规律;同时基于烟道流场优化,对不同烟道结构下鳍片管磨损进行对比发现,以磨损最严重的区域为例,在导流板布置最优结构下,第2排基管磨损率为1.98×10-10kg/m2s,比原烟道结构下减轻了 2个数量级,第4排鳍片顶部磨损率为1.14×10-9kg/m2s,与原烟道结构下磨损减轻了 50倍左右。(4)通过研究发现,通过在入口烟道扩口部位布置导流板能有效改善烟道内部流场,提高过热器管束的换热性能,同时减轻管束的磨损程度,有效提升AQC锅炉余热回收效率。
【图文】：
物质能源资源枯竭问题和环境污染问题也日益严重。如何保证社会经济的可持续逡逑发展，己成为科技工作者面临的必须设法解决的紧迫问题。逡逑如图１．１所示，２０１５及２０１６年，我国的水泥总生产量分别为２３．５亿吨和２４逡逑亿吨，居全球首位，其中２０１５生产量年占全球总产量的５７．３°／ｊｍ，其能源消耗逡逑量、环境有害物质排放量仅次于电力行业；其次，我国天热气和石油资源并不丰逡逑富，一次能源仍然以煤炭为主，水泥锻烧过程中消耗了大量煤炭，由于能源利用逡逑效率和环保技术水平低，水泥工业面临的节能减排任务任重而道远。设法降低水逡逑泥工业生产过程中能源和有害物质对环境的排放，成烟为技术工作者必须尽快解逡逑决的问题。逡逑２５邋ｒ逦１邋１５逡逑２４＇５＇邋＼邋Ｉ逦－１０逡逑２２邋逦Ｈｉ逦Ｉ逦逦ｉ逦ＨＨ逦ｉ逦Ｈｉ逦ｉ逦■■逦邋．ｊｑ逡逑２０１３邋年邋２０１４邋年逦２０１５邋年逦２０１６邋年邋２０１７邋年逡逑W Ｍ累计产量（亿吨）一＾累计增长（％）逡逑图１．１逦２０１３－２０１７年我国水泥产量走势图逡逑通过对２０１５年我国余热资源分布进行统计可知，其主要分布在水泥行业、逡逑钢铁行业、垃圾发电及其他行业中，其中水泥行业余热资源占总比１８％左右逡逑水泥行业中
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本文编号：2670679
【图文】：
物质能源资源枯竭问题和环境污染问题也日益严重。如何保证社会经济的可持续逡逑发展，己成为科技工作者面临的必须设法解决的紧迫问题。逡逑如图１．１所示，２０１５及２０１６年，我国的水泥总生产量分别为２３．５亿吨和２４逡逑亿吨，居全球首位，其中２０１５生产量年占全球总产量的５７．３°／ｊｍ，其能源消耗逡逑量、环境有害物质排放量仅次于电力行业；其次，我国天热气和石油资源并不丰逡逑富，一次能源仍然以煤炭为主，水泥锻烧过程中消耗了大量煤炭，由于能源利用逡逑效率和环保技术水平低，水泥工业面临的节能减排任务任重而道远。设法降低水逡逑泥工业生产过程中能源和有害物质对环境的排放，成烟为技术工作者必须尽快解逡逑决的问题。逡逑２５邋ｒ逦１邋１５逡逑２４＇５＇邋＼邋Ｉ逦－１０逡逑２２邋逦Ｈｉ逦Ｉ逦逦ｉ逦ＨＨ逦ｉ逦Ｈｉ逦ｉ逦■■逦邋．ｊｑ逡逑２０１３邋年邋２０１４邋年逦２０１５邋年逦２０１６邋年邋２０１７邋年逡逑W Ｍ累计产量（亿吨）一＾累计增长（％）逡逑图１．１逦２０１３－２０１７年我国水泥产量走势图逡逑通过对２０１５年我国余热资源分布进行统计可知，其主要分布在水泥行业、逡逑钢铁行业、垃圾发电及其他行业中，其中水泥行业余热资源占总比１８％左右逡逑水泥行业中
／国▲邋Ｖ邋器逡逑ＡＱＣ锅炉%藉义贤烦酒鳎桢位澹掊义贤迹保成琳羰饺攘ο低彻ひ樟鞒掏煎义纤共蛊饺攘ο低常夯诙阅茉捶旨独每商岣吣茉蠢寐实脑恚阱义希粒眩寐薪⒀沽Σ坏鹊钠废低巢⒉砹Σ煌牧街终羝直鹨员邋义险羝筒蛊姆绞浇肫只６员鹊パ购透春仙琳粝低秤嗳确⒌缦低常洳煌义希冲义，
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