固体电蓄热锅炉结构及运行优化研究

发布时间：2020-07-02 08:12

【摘要】：以石家庄某公司原有48 kW固体电蓄热锅炉为研究对象,在对其性能进行测试的基础上,发现该固体电蓄热锅炉存在蓄热能力严重不足的问题。通过分析实验测试数据指出:蓄热能力不足的原因并不是锅炉设计时蓄热体组的重量不足,而是放热过程蓄热体组不同点上的降温速率存在较大差异所致,过大的降温速率差异将导致单位蓄热体的有效蓄热能力大大下降。进而提出了通过改进气流组织的方式,实现均匀送风,可提高蓄热体有效蓄热能力的思路。作者首先结合原有固体电蓄热锅炉送风系统的几何参数建立了数学模型,并利用FLUENT软件进行了数值模拟,之后通过改进相关的几何参数设计了新型送风系统,并对新设计的送风系统进行了数值模拟,最后,对带有蓄热体风道的新型送风系统进行了数值模拟,对三种送风系统的模拟计算均采用了k-ε两方程紊流模型及SIMPLE算法。为了验证数值模拟的合理性,在数值模拟结果的基础上研制了新型固体电蓄热锅炉,并进行了性能测试。结果表明,新型送风系统流速的不均匀系数明显下降,由原来的1.422下降到0.055;新型固体电蓄热锅炉的有效蓄热能力显著提高,在蓄热体数量不变的条件下,其有效蓄热量由原来的1 158 MJ提高到了1 411 MJ。通过对新型固体电蓄热锅炉的反复试验研究,最终,提出了通过合理的改变风机频率是改进锅炉供暖运行方式的有效措施,为固体电蓄热锅炉的研发和使用提供了有益的参考。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK229
【图文】：

温度分布,实验装置,蓄热体

提高蓄热锅炉的有效蓄热量，一直都是研究者和人们的目的。那么，对固蓄热锅炉的蓄热过程和放热过程的研究则显得尤为重要。.1 原有固体电蓄热锅炉蓄热过程的实验研究固体电蓄热锅炉的蓄热材料采用的高密度铁合金材料，平均密度为 3 g/m3，平均质量比热容为 938 J/kg·℃，熔点为 1 500 ℃左右。蓄热过程蓄热一般是 22:00 到第二天早上 6:00 的低谷电阶段，此时，电流通过加热管中阻丝产生热量，并通过热对流和热辐射的方式传递给蓄热体，使蓄热体内表度升高，并通过导热的方式，由蓄热体的内表面向外表面传递，使蓄热体的逐渐升高。为了保证加热管和蓄热体的使用寿命，蓄热体温度设定在 7000 ℃。对蓄热体蓄热过程的实验研究，主要是研究在低谷电阶段，蓄热体温度是够升高到设定温度、蓄热体的温度分布以及蓄热体的温升速率情况。如图 2-1、图 2-2 所示，为搭建简易实验装置及实验测量过程的图片。

温度分布,实验测量,蓄热体

【参考文献】