循环流化床锅炉钟罩型风帽阻力特性研究与结构优化

发布时间：2020-07-07 11:04

【摘要】：循环流化床锅炉具有对煤种的适应性广、燃烧效率高等优点,因此在国内得到了广泛的应用。循环流化床锅炉区别于其他锅炉的重点就是床料流化燃烧,一次风经过布风板上方风帽形成射流,使床料达到流态化,保证气固两相发生充足的掺杂,不仅延长了床料在炉膛中的停留时间,同时也加强了气固两相间的换热。而风帽是保证床料达到均匀流态化的关键,实际运行中的风帽易发生磨损,影响机组安全、稳定、经济运行,因此开展风帽的阻力特性研究,优化风帽的结构,进而降低风帽磨损率、延长使用寿命,具有重要的实际应用价值。本文针对新疆某循环流化床锅炉钟罩型风帽磨损问题进行了深入研究,采用理论、阻力特性实验、数值模拟三种方式对现役风帽的阻力特性进行分析,进而提出现役风帽的优化方案,改善磨损状况。首先根据经典流体力学知识,分析了钟罩型风帽阻力测试原理,对钟罩型风帽阻力测试系统进行了初步设计,通过数值模拟确定了实验台结构参数,并搭建了钟罩型风帽测试实验台;其次利用CFD软件建立了风帽模型,通过与实验数据的对比验证,得到了准确性较高的模拟模型;综合实验与模拟两种方式的研究结论,得到了风帽外罩厚度、环隙面积、出口小孔等结构因素对风帽阻力的影响规律;在此基础上,提出了现役风帽结构的优化方案,通过CFD软件的数值模拟验证,确定了最终的优化方案。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK229.66
【图文】：

风帽,钟罩,阻力特性,测试系统

根据前两节中结论，为了保证测量数据的准确性，应该保证风帽前后测量点处逡逑的流场处于充分发展区，选取大小合适的风室，研究中利用Ｆｌｕｅｎｔ软件对流场进行逡逑１：１建模模拟，建立模型如下图２－２：逡逑－ＳＯ逡逑ｉ；ｉ邋ａ逡逑＇逦１＂１＇＇邋＂＂＂＂邋，ｒｒ邋１逦＂逦ｉｒ，＂邋＂逡逑图２－２风室结构建模逡逑８逡逑

结构建模,风室,风帽

＋Ｇ热电偶阵列逡逑系统逡逑图２－１钟罩型风帽阻力特性测试系统逡逑２．１．３测试实验台结构参数确定与搭建逡逑根据前两节中结论，为了保证测量数据的准确性，应该保证风帽前后测量点处逡逑的流场处于充分发展区，选取大小合适的风室，研究中利用Ｆｌｕｅｎｔ软件对流场进行逡逑１：１建模模拟，建立模型如下图２－２：逡逑－ＳＯ逡逑ｉ；ｉ邋ａ逡逑＇逦１＂１＇＇邋＂＂＂＂邋，ｒｒ邋１逦＂逦ｉｒ，＂邋＂逡逑图２－２风室结构建模逡逑８逡逑

矢量图,风帽,阻力特性,测试系统

华北电力大学硕士学位论文逡逑采用速度入口，Ｏｕｔｆｌｏｗ出口边界条件，对上下风室中的流场进行模拟，不断加逡逑大进口风速，观察流场的变化，风帽中芯筒处流速达到５０ｍ／ｓ时，其流场如图２－３。逡逑风帽前进口风室中流场较为均匀，只在风帽入口处发生流场的变化：风帽后出口风逡逑箱中由于风帽作用，风室下部存在漩涡，因此风帽后出［１风室的高度应在流场稳定逡逑点以上，并且应为测量点的安置预留空间［４４］。逡逑１：邋Ｖｄｏａｔｙ邋Ｖｅｃｔｏｒｓ邋Ｃｏｌｏｒｅｄ邋Ｂ邋ｖ邋■逡逑■逦５．８８ｅ－？０４逡逑５邋４３？４0４逡逑４邋９８？－？０４逡逑４邋０８？－＾）４逡逑３邋０３＊４０４逡逑３．１８？４0４逡逑２．７３？４0４逦＇－＇Ｉ＇逦－逦＾逦＂逡逑１８３？＾０４逡逑Ｅ逡逑■＝逡逑－２．２１？－？０４逡逑Ｉ邋－２邋Ｋｔｔ０４逡逑■邋－３．１１＊４０４逦．逡逑？：．？？？逦？？邋‘々＇ｒ．：逡逑图２－３风室流场速度矢量图逡逑最终确定风帽实验台的结构，以及压力温度测点的位置参数等。在此基础」：搭逡逑建了风帽阻力测试实验台。风帽阻力测试实验台包括上下两层结构，下层结构如图逡逑２－４，屯要包含罗茨风机、涡轮流量计、配电箱以及连接管道。逡逑■ｐｙｉｆｉ逡逑图２－４风帽阻力特性测试系统一层平台逡逑９

【参考文献】