水泥窑余热锅炉设计及结构优化研究

发布时间：2020-12-05 05:43

　　我国拥有丰富的余热资源,余热资源已经成为我国第五大可利用资源。随着国家节能减排的推进,水泥窑余热锅炉节能技术受到越来越多的重视,水泥窑余热锅炉在工业生产中的应用越来越广泛。本文根据某水泥厂回转窑产生的烟气量为356000 m3/h,烟气温度为400℃。依据水泥窑余热锅炉热力计算原理,编写EXCEL VBA计算程序,设计得到了一台蒸发量为38 t/h、主蒸汽压力为2.5 MPa、蒸汽温度为350℃水泥窑窑尾余热锅炉受热面参数。借用FLUNET的多孔介质模型来代替余热锅炉中复杂的管道结构,模拟了余热烟气进入余热锅炉换热后的温度场和速度场的分布情况,分别得到各个受热面的烟气温降与热力计算得到的烟气温降进行对比,验证了热力计算的可靠性。还得到了烟气在各个受热面的速度分布。采用FLUNET的离散相模型、湍流k-ε模型研究了不同横向节距、纵向节距、管径和风速下磨损量变化规律。结果表明:磨损量随着纵向节距的增大而增加;增大横向节距其磨损量会减小;大管径的磨损量大于小管径的磨损量;增大烟气流速,管子的磨损量会增加。 

【文章来源】：安徽工业大学安徽省

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要数学符号
第一章 文献综述
    1.1 研究背景
    1.2 水泥窑余热锅炉分类
        1.2.1 窑头AQC锅炉
        1.2.2 窑尾余热锅炉
    1.3 余热锅炉结构
        1.3.1 受热面
        1.3.2 锅炉炉墙
    1.4 余热锅炉的发展
        1.4.1 国内发展及研究现状
        1.4.2 国外发展及研究现状
    1.5 主要研究内容及创新点
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 创新点
第二章 余热锅炉设计计算原理
    2.1 锅炉设计计算原则
    2.2 锅炉热力计算
        2.2.1 锅炉容积和焓
        2.2.2 锅炉热平衡计算
        2.2.3 热回收率及锅炉蒸发量
        2.2.4 有效辐射层厚度
        2.2.5 锅炉对流受热面计算
        2.2.6 锅炉烟气流速、蒸汽流速
        2.2.7 烟气辐射放热系数
        2.2.8 受热面污染系数和热有效系数
        2.2.9 平均温压计算
    2.3 余热锅炉设计参数
    2.4 余热锅炉热力计算数据
第三章 Excel计算程序
    3.1 Excel简介
    3.2 Excel模块编制
    3.3 Excel热力计算思路
    3.4 计算实例
第四章 余热锅炉温度场与速度场模拟
    4.1 多孔介质模型
    4.2 湍流模型
    4.3 余热锅炉多孔介质模拟
    4.4 本章小结
第五章 余热锅炉受热面磨损建模
    5.1 磨损原因分析
    5.2 影响磨损的因素
    5.3 飞灰颗粒的磨损方程
        5.3.1 Tabakoff磨损方程
        5.3.2 E/CRC公式
        5.3.3 Lee模型
        5.3.4 Mbabazi方程
        5.3.5 Oka方程
        5.3.6 CFD磨损和堆积方程
    5.4 本章小结
第六章 过热器结构优化设计
    6.1 单因素分析法介绍
    6.2 物理模型
        6.2.1 模型简化与假设
        6.2.2 几何模型
    6.3 离散相模型
        6.3.1 颗粒运动方程
        6.3.2 颗粒受力分析
        6.3.3 离散相边界条件设置
    6.4 边界条件
    6.5 Fluent设置
    6.6 纵向节距优化
        6.6.1 速度场
        6.6.2 磨损
        6.6.3 管径磨损分布
    6.7 横向节距优化
        6.7.1 速度场
        6.7.2 磨损
        6.7.3 管径磨损分布
    6.8 管径优化
    6.9 烟气流速
    6.10 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
附录Ⅰ
附录Ⅱ
致谢
攻读硕士期间获得成果



本文编号：2898982