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电站锅炉烟气挡板汽温调节特性研究模拟

作　者: 孙超
导　师: 陈鸿伟
学　校: 华北电力大学
专　业: 热能工程
关键词: 烟气挡板锅炉阻力特性计算流体力学
分类号: TK223.73
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

烟气分配调温挡板是电站锅炉蒸汽温度调节的主要方式之一,特别适宜燃用贫煤和无烟煤的锅炉及超临界锅炉。随着锅炉机组容量及参数的提高,现在发电机组均采用一次再热,这不但要求锅炉有良好的汽温调节能力,还要求其具有较高的热效率和适应调峰的能力。计算流体力学是通过数值求解流动微分方程,得出流体流动情况在连续区域上的离散分布,从而近似模拟流体流动情况。商用的CFD软件能高效率地解决各个领域的复杂流动的计算问题。本文将烟风阻力计算和计算流体力学数值模拟技术有机地结合起来,针对国产300MW机组锅炉竖井的实际结构,通过烟风阻力计算对竖井内受热面进行等阻力特性的简化计算,得到物理简化模型。然后应用计算流体力学对其进行模拟,计算得到挡板阻力特性。该方法充分发挥两种计算手段的优势,既避免了选取局部阻力系数的计算不准确性,又简化了竖井受热面模型的空间复杂性,降低数值模拟计算量,保证数值模拟能快速收敛,对不同挡板开度下竖井流动情况进行模拟,通过两侧烟气量的分配得到挡板开度-流量特性关联式,然后将关联式带入到热力计算中,得到烟气量变化时对再热蒸汽温度和过热蒸汽温度的影响。为现行锅炉的设计、校验计算和安全运行提供了一种的新的思路和方法。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-14
  1.1 课题的背景和意义  9
  1.2 再热汽温调节的主要方法  9-11
    1.2.1 摆动燃烧器  10
    1.2.2 烟气分配挡板  10-11
    1.2.3 煤水比  11
  1.3 国内外烟气挡板调节汽温研究现状  11-12
  1.4 本文的主要研究目的和研究内容  12-14
    1.4.1 本文的研究目的  12
    1.4.2 本文的研究内容  12-14
第2章 CFD 数值模拟的基本理论方程  14-24
  2.1 CFD 概述  14
  2.2 湍流模型  14-20
    2.2.1 单方程模型  15-16
    2.2.2 标准k-ε模型  16
    2.2.3 重整化群k-ε模型  16-17
    2.2.4 可实现k-ε模型  17-18
    2.2.5 雷诺应力模型(RSM)  18-19
    2.2.6 大涡模拟(LES)  19-20
  2.3 基本控制方程  20-21
  2.4 离散相模型  21-22
  2.5 守恒标量的PDF 模型  22-23
  2.6 本章小结  23-24
第3章竖井烟道等阻力简化模型建立  24-32
  3.1 烟气挡板的设计  24-25
  3.2 挡板的阻力特性  25-26
  3.3 竖井阻力等效简化模型的机理分析  26-28
  3.4 锅炉烟道等阻力计算  28-30
  3.5 数学模型的求取与验证  30-31
  3.6 本章小结  31-32
第4章竖井烟道内空气动力场的数值模拟  32-43
  4.1 300MW 机组锅炉概况  32-35
    4.1.1 烟气流程与汽水流程  32-33
    4.1.2 锅炉的主要参数  33-34
    4.1.3 燃料特性  34-35
  4.2 炉内空气动力场的数值模拟  35-37
    4.2.1 炉膛数学模型和物理模型  35
    4.2.2 炉膛模拟结果分析  35-37
  4.3 竖井计算区域及定解条件  37-38
    4.3.1 物理模型  37
    4.3.2 模型假设与简化  37-38
    4.3.3 网格划分  38
    4.3.4 边界条件与数值计算  38
  4.4 计算结果及分析  38-42
    4.4.1 竖井区域流场分布  38-40
    4.4.2 挡板开度-烟气份额特性分析  40-42
  4.5 本章小结  42-43
第5章热力特性计算与分析  43-47
  5.1 锅炉热力计算的任务和方法  43
  5.2 锅炉热力计算顺序  43-44
  5.3 通用热力计算程序编制  44
  5.4 300MW 机组热力特性计算和分析  44-46
  5.5 本章小结  46-47
第6章结论与展望  47-49
  6.1 结论  47-48
  6.2 展望  48-49
参考文献  49-52
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果  52-53
致谢  53-54
详细摘要  54-62

电站锅炉烟气挡板汽温调节特性研究模拟

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