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管式加热炉三维温度场重建

作　者: 黄学孔
导　师: 周怀春
学　校: 华中科技大学
专　业: 热能工程
关键词: 管式加热炉 DRESOR法三维温度场
分类号: TE963
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 62次
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内容摘要

管式加热炉广泛应用于石油化工行业,其炉膛内的气体和炉管壁面温度分布水平是加热炉运行情况的重要参数和特征之一,对管式加热炉的热经济性、炉内设备的安全性、加热工质的良品率、污染物排放控制等起到至关重要的作用。由于目前采用的测温设备热电偶只能获得个别点温度并且存在热惯性,管式加热炉缺少有效的在线全场温度检测手段。基于DRESOR法的三维温度场可视化监测系统已经被证实是一种有效的锅炉温度场监测方法。本文研究了适用于管式加热炉的DRESOR法,在模型中加入炉管网格和包含炉管的气体网格;在能束的前进方式中加入一种新的步进前进方式,使其能够重建出气体区域和炉管表面的三维温度场。本文介绍了适用于管式加热炉的DRESOR法的基本原理和用于三维温度场重建的辐射温度成像模型,重点描述了管式加热炉DRESOR数的计算方法和模型中的能束追踪过程。我们在洛阳瑞昌石化设备公司的管式加热试验炉上和武汉石油化工厂制氢炉上分别做了实验。实验结果表明,在体积较小,炉管较少的试验炉上,DRESOR法能够较好的重建出气体和管壁的三维温度场,和热电偶结果比较,气体区域测温误差在5%以内,炉管表面测温误差在20℃以内。在体积较大,炉管很多,几何建模复杂的制氢炉上,由于未安装固定的监测系统和光学参数选取方法待改进等原因,气体区域测温误差在7%左右。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
1 绪论  7-14
  1.1 课题背景  7-9
  1.2 国内外研究现状分析  9-12
  1.3 本文研究内容  12-14
2 适用于管式加热炉的DRESOR 法原理  14-36
  2.1 DRESOR 法求解辐射传递方程的推导  14-19
  2.2 管式加热炉DRESOR 数计算方法  19-20
  2.3 管式加热炉能束的追踪处理方法  20-30
  2.4 三维温度场辐射温度成像模型  30-34
  2.5 本章小结  34-36
3 管式加热炉三维温度场检测  36-57
  3.1 瑞昌石化公司管式加热试验炉实验  37-44
  3.2 武汉石油化工厂制氢炉加热炉实验  44-56
  3.3 本章小结  56-57
4 全文总结与建议  57-59
  4.1 全文总结  57-58
  4.2 进一步研究的建议和构想  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-63
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文  63

管式加热炉三维温度场重建

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