热载体锅炉盘管失效分析与过滤器优化研究

发布时间：2017-08-23 15:07

  本文关键词：热载体锅炉盘管失效分析与过滤器优化研究

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【摘要】：目前我国对热载体锅炉的相关研究、数据及规范相对匮乏,尤其是国内相关文献及标准对过滤器过滤精度无明确规定,导致近年来因有机热载体过滤器过滤效果差、杂质过多所引发的恶性事故时有发生。针对这一问题本文通过fluent模拟计算研究了杂质颗粒度对盘管局部流场的影响,并对过滤器进行结构优化,从而解决了过滤器过滤效果不理想的问题,达到热载体锅炉的安全运行的目的。首先,通过对天津市近三年有机热载体油品定期化验数据进行综合统计,发现有机热载体油品中积碳及杂质颗粒值是影响油品品质的重要因素。短时间使用后化验不合格的油品多为积碳及杂质颗粒严重超标所致。为了研究杂质颗粒度对盘管的安全影响,现以两种典型的热载体锅炉盘管形式为研究对象,利用fluent模拟计算6种不同工况条件下不同直径杂质(50目、100目、200目)对盘管内流场的影响。以回流区长度、回流速度、影响区长度、局部升温等因素为评定依据,对上述各组模拟计算进行分析比较,总结出当杂质直径小于200目时在各种工况条件下均没有明显回流现象,速度影响区也仅维持在很短的区域内,局部升温基本不变结果。并由此提出当过滤器过滤精度达到200目时即实现了精细过滤的理论。在得到过滤精度值后,以原有T型过滤器的结构形式为基础,设计5种不同结构形式的方案,并选择了一种常见工作条件为参数进行了模拟计算。在综合过滤层外侧上下界面绝对流速、径向流速以及过滤器所产生的阻力等因素后,分析得出4#过滤器设计结构最为合理。而后进一步对其进行了5中不同工况的优化验证,发现其在各种工况下均满足优化要求。在此基础上对4#过滤器进行了双层过滤的设计并根据模拟的结果提出了合理的结构改进方案,最终完成了双层过滤过滤器的结构优化设计方案。
【关键词】：有机热载体 盘管 过滤器 失效分析 优化
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK175
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 概述9-11
• 1.2 有机热载体锅炉特点11-12
• 1.3 有机热载体的特点12-13
• 1.4 有机热载体锅炉失效特征分析13-14
• 1.5 有机热载体锅炉使用现状及问题14-16
• 1.6 有机热载体过滤器发展现状16-17
• 1.7 本文研究的方向和内容17-19
• 第二章 有机热载体参数分析19-27
• 2.1 有机热载体劣化方式19-20
• 2.2 有机热载体检测参数分析20-25
• 2.2.1 参数分析方法选择21
• 2.2.2 残炭与粘度参数分析21-25
• 2.3 有机热载体参数对锅炉安全性的远期影响25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 盘管内局部流场计算、建模方法与参数选择27-34
• 3.1 计算方法选取27-29
• 3.2 基本物理方程29-30
• 3.2.1 质量守恒方程29
• 3.2.2 动量守恒方程29
• 3.2.3 能量守恒定律29-30
• 3.3 物理模型30-32
• 3.3.1 k-ε模型的方程30-31
• 3.3.2 多孔介质模型31-32
• 3.4 计算参数的选取32-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第四章 盘管的二维仿真计算及流场分析34-60
• 4.1 模型的建立34-35
• 4.2 圆形盘管的仿真分析35-47
• 4.2.1 0.3mm（50目）立方体杂质对流场的影响36-40
• 4.2.2 0.15mm（100目）立方体杂质对流场的影响40-43
• 4.2.3 0.075mm（200目）立方体杂质对流场的影响43-46
• 4.2.4 不同过滤精度下流场对比分析46-47
• 4.3 方形盘管的仿真分析47-58
• 4.3.1 0.3mm（50目）立方体杂质对流场的影响48-51
• 4.3.2 0.15mm（100目）立方体杂质对流场的影响51-55
• 4.3.3 0.075mm（200目）立方体杂质对流场的影响55-57
• 4.3.4 不同过滤精度下流场对比分析57-58
• 4.4 本章小结58-60
• 第五章 过滤器优化分析与优化60-81
• 5.1 前言60-62
• 5.2 过滤器模拟应用简介62-63
• 5.3 单层过滤网模拟分析与优化63-73
• 5.3.1 模型的建立63-64
• 5.3.2 不同结构型式下流场流动特性分析64-69
• 5.3.3 4#过滤器多工况优化验证69-73
• 5.4 双层过滤网模拟分析与优化73-80
• 5.4.1 双层过滤网模型的建立73-74
• 5.4.2 不同过滤网配比下流场流动特性分析74-80
• 5.5 本章小结80-81
• 第六章 全文总结81-83
• 6.1 全文总结81-82
• 6.2 研究结果82
• 6.3 后续研究方向82-83
• 参考文献83-86
• 致谢86-87

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本文编号：725710