新型省煤器管束磨损与积灰特性的数值研究

发布时间：2023-05-12 18:15

　　省煤器作为锅炉烟道内重要的换热设备,由于工业锅炉中烟气含尘量大,含尘烟气会造成省煤器管束的积灰和磨损,严重影响到锅炉运行的安全性和经济性。目前,现有的关于省煤器管束积灰及磨损的大量研究成果,但是主要局限集中在光管、膜式管、H翅片管等传统管型上。因此,本文提出和建立了一种新式的管型——麻面管,研究烟气横掠麻面管管束的磨损和积灰特性,为减轻管束磨损和积灰提供理论指导,对于麻面管的应用和推广,意义重大。本文首先介绍了省煤器的类型及结构,分析了影响省煤器管束磨损的主要因素,并针对烟气横掠顺列麻面管管束,利用CFD软件FLUENT进行了气固两相流动的数值模拟研究,得到飞灰颗粒在管束间的运行轨迹图、管束磨损云图和沉积率,分析烟气物性参数和管束结构参数对飞灰颗粒的沉积率和磨损量的影响。主要工作和成果如下:(1)对比分析烟气横掠麻面管和光管的磨损情况,结果表明,麻面管表面的凹坑结构对烟气及颗粒具有很好的导流作用,能有效减轻壁面磨损,同一条件下,麻面管管束的磨损量比光管的减少约15%。(2)分析烟气物性参数对麻面管管束磨损特性的影响规律。同一烟速下,随着颗粒平均粒径的增大,磨损也随之增大;较大烟速情况下...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外研究成果及现状
        1.2.1 国内外磨损理论研究
        1.2.2 国内外关于磨损的数值模拟
        1.2.3 国内外关于积灰的研究现状
    1.3 课题研究内容
第2章 省煤器管束磨损原因分析
    2.1 电站锅炉省煤器分类
    2.2 省煤器结构
    2.3 磨损分析
    2.4 省煤器磨损的影响因素
        2.4.1 飞灰特性
        2.4.2 撞击角度
        2.4.3 烟气流速
        2.4.4 管道布置方式
        2.4.5 气体湍流的影响
    2.5 本章小结
第3章 烟气外掠管束的磨损计算模型
    3.1 气固两相流理论
        3.1.1 气固两相流概念
        3.1.2 离散相模型
    3.2 连续相计算模型
        3.2.1 控制方程和湍流计算模型
        3.2.2 湍流计算模型
        3.2.3 近壁面函数
    3.3 离散相计算模型
        3.3.1 颗粒运动方程
        3.3.2 随机轨道模型
        3.3.3 颗粒与壁面碰撞模型
    3.4 管束磨损计算模型
    3.5 本章小结
第4章 麻面管束的磨损数值模拟研究
    4.1 麻面管管束模型
        4.1.1 几何模型的简化
        4.1.2 模型的建立
        4.1.3 网格划分
    4.2 计算边界条件的设定
        4.2.1 烟气的物性参数
        4.2.2 初始边界条件的设定
    4.3 麻面管磨损情况分析
        4.3.1 光管与麻面管的对比分析
        4.3.2 烟气速度对磨损影响
        4.3.3 飞灰颗粒大小对磨损的影响
        4.3.4 横纵管距对磨损的影响
        4.3.5 麻面坑深度对磨损的影响
    4.4 本章小结
第5章 麻面管外颗粒沉积的特性分析
    5.1 积灰形成的原因
    5.2 物理和数学模型
    5.3 边界条件
    5.4 麻面管外颗粒沉积的结果分析
        5.4.1 颗粒运动轨迹分析
        5.4.2 流场分析
        5.4.3 烟气物性参数对沉积率的影响
        5.4.4 管束结构参数对沉积率的影响
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢



本文编号：3814382