燃煤电厂烟气冷却器冲蚀磨损与中间媒介型烟气换热器优化研究

发布时间：2023-02-05 11:36

　　中间媒介型烟气换热器作为燃煤电厂实现超低排放的关键部件,其各种性能备受国内外学者关注。实际运行过程中,烟气冷却器冲蚀磨损严重,了解换热器的冲蚀磨损特性有助于解决电厂中的冲蚀磨损问题,提高电厂运行的安全性及效率。首先,本文基于相似理论和模化设计理论设计并建立了一套针对电厂换热器冲蚀磨损-换热的试验装置,并在该装置上进行了冲蚀磨损初步试验。试验结果表明冲蚀磨损主要发生于换热管的迎风面,第一排换热管的平均冲蚀磨损速率远大于其他排,短期内平均磨损速率为常数。其次,结合现有数据应用Ansys Fluent对电厂中换热管的冲蚀磨损进行了数值模拟,验证了数值模型的有效性,数值模拟结果表明第一排冲蚀磨速率远大于其他排。高灰煤下换热管的冲蚀磨损速率是普通煤灰的5¹0倍。最后,研究了冲蚀磨损率与烟气流速、浓度及颗粒尺寸的关系。结合已有冲蚀磨损的研究,基于换热器设计和工程造价等理论提出了中间介质型烟气换热器成本优化模型和中间介质型烟气换热器无量纲成本模型,并对实际该种换热器设计进行优化,优化前后中间介质型烟气换热器的成本理论上约降低5%。计算得到了不种工况下的无量纲关系图,该组图可适用...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
缩写、符号清单、术语表
1 绪论
    1.1 前言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 冲蚀磨损理论/试验研究现状
        1.2.2 冲蚀磨损数值模拟研究现状
        1.2.3 换热器优化现状
    1.3 本文研究内容
2 理论与设计及冲蚀磨损初步试验
    2.1 相似原理与模化试验
    2.2 单相流体流动的相似与模化
        2.2.1 单相流体流动的相似
        2.2.2 单相流体流动的模化
    2.3 对流传热的相似与模化
        2.3.1 对流传热的相似
        2.3.2 对流传热的模化
    2.4 固体微粒在气(液)流中运动的相似与模化
        2.4.1 固体微粒在气(液)流中运动的相似
        2.4.2 固体微粒在气(液)流中运动的模化
    2.5 测点的基本要求
    2.6 换热器冲蚀磨损-换热试验台设计
    2.7 试验台简介
    2.8 冲蚀磨损初步试验
        2.8.1 磨料与换热管材料的物性
        2.8.2 冲蚀磨损试验
        2.8.3 冲蚀磨损试验结果与分析
    2.9 本章小结
3 气-固两相流冲蚀磨损数值模拟
    3.1 两相流基础
    3.2 气-固两相流计算冲蚀磨损数值计算方法
        3.2.1 模型假设
        3.2.2 控制方程及模型选择
        3.2.3 网格划分
        3.2.4 物性设置及边界条件
        3.2.5 冲蚀磨损模型
        3.2.6 求解器设置及收敛判定
        3.2.7 网格无关性验证
    3.3 数值计算结果与分析
        3.3.1 普通煤灰下光管管束冲蚀磨损模拟结果
        3.3.2 高煤灰下光管管束冲蚀磨损模拟结果
        3.3.3 影响光管管束冲蚀磨损速率的参数
    3.4 数值模拟误差分析
    3.5 本章小结
4 中间介质型烟气换热器优化
    4.1 MGGH传热模型及成本模型
    4.2 模型求解方法
    4.3 实际工程问题求解
    4.4 MGGH无量纲关系图
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者简历及在学期间所取得的科研成果



本文编号：3734903