平行管束超臨界工質(zhì)流動不均勻性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-21 18:55
在超臨界循環(huán)流化床鍋爐中,過熱器和再熱器中的工質(zhì)處于超臨界狀態(tài),在臨界點(diǎn)處,工質(zhì)的物性參數(shù)尤其是比熱容會發(fā)生劇烈變化,這對管內(nèi)工質(zhì)的流動造成很大影響,嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致管壁超溫甚至爆管。為了研究超臨界工質(zhì)在懸吊屏內(nèi)的流動不均勻性變化規(guī)律,基于流體;碚,采用R-134a為工質(zhì)替代水,搭建超臨界工質(zhì)平行管束試驗(yàn)系統(tǒng)。利用純氣流試驗(yàn)和顆粒試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn),對試驗(yàn)原理和試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。通過改變工質(zhì)參數(shù)、循環(huán)流化床參數(shù)和管道進(jìn)出口結(jié)構(gòu),得到工質(zhì)在平行管束內(nèi)的流動不均勻性。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)超臨界工質(zhì)在平行管束內(nèi)的流動不均勻性主要受管內(nèi)工質(zhì)與管壁換熱、管外壁與爐膛氣固相換熱和管內(nèi)壓降三個(gè)因素的影響,對兩側(cè)管道的影響較大;(2)管內(nèi)工質(zhì)參數(shù)的變化主要影響了管內(nèi)工質(zhì)與管壁的換熱。工質(zhì)入口溫度的增加,使工質(zhì)的流動不均勻性降低;當(dāng)工質(zhì)壓力大于臨界壓力時(shí),入口壓力的增加對工質(zhì)流動不均勻性的影響較小;工質(zhì)質(zhì)量流率的增加,導(dǎo)致了管內(nèi)流動不均勻性的增加。(3)循環(huán)流化床運(yùn)行參數(shù)的變化主要改變了爐膛顆粒濃度,影響管外壁與氣固相的換熱。爐膛顆粒濃度增加,工質(zhì)的流動不均勻性增加;在保證固體顆粒濃度一定時(shí),截面風(fēng)...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【圖文】:
Lagisza電廠鍋爐結(jié)構(gòu)圖
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒論9圖1.3白馬600MW循環(huán)流化床鍋爐的三維圖白馬600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)煤種為高灰高硫低熱值貧煤,其中灰分達(dá)到43.82%,硫分高達(dá)3.3%,這對于整個(gè)鍋爐的設(shè)計(jì)運(yùn)行提出了較高的要求和挑戰(zhàn)。經(jīng)過一年多的商業(yè)運(yùn)行,白馬600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐通過測試,測試結(jié)果達(dá)到預(yù)期,如表1.7所示[20]。其中運(yùn)行床溫與設(shè)計(jì)一致,過熱蒸汽參數(shù)等也都達(dá)到設(shè)計(jì)要求,SO2和NO2等污染物的排放也遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值,這標(biāo)志著我國已全面掌握超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)。表1.7白馬600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐性能測試結(jié)果主要參數(shù)設(shè)計(jì)值測試值主要參數(shù)設(shè)計(jì)值測試值機(jī)組負(fù)荷/MW600620.05排煙溫度/℃128141.47過熱蒸汽壓力/MPa25.3924.64鍋爐效率/%91.0191.52過熱蒸汽溫度/℃571570.02SO2/(mg·m-3)<380192.04蒸發(fā)量/(t·h-1)1819.11823.01鈣硫摩爾比2.12.07再熱蒸汽壓力/MPa4.1493.98脫硫效率/%96.797.12再熱蒸汽溫度/℃569567.64NO2/(mg·m-3)<160111.94減溫水總量/(t·h-1)142109.2粉塵/(mg·m-3)<309.34床溫/℃890890除塵效率/%99.95
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒論12圖1.4臨界點(diǎn)處水的物性參數(shù)變化圖[31]由于水的臨界溫度和臨界壓力為374℃和22.1MPa,在商業(yè)鍋爐中進(jìn)行測量或者在實(shí)驗(yàn)室條件下以水為工質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是十分困難的。目前國內(nèi)有西安交通大學(xué)能夠開展以水為工質(zhì)的超臨界流動換熱特性實(shí)驗(yàn)研究。在此基礎(chǔ)上,西安交通大學(xué)展開了許多關(guān)于超臨界工質(zhì)流動換熱的研究。唐人虎等人[32]在壓力9~28MPa,質(zhì)量流速600~1200kg/(m2s),內(nèi)壁熱負(fù)荷200~500kW/m2的工況范圍內(nèi),研究了傾斜上升內(nèi)螺紋管(傾角=19.5o)中水的傳熱特性。結(jié)果表明超臨界壓力區(qū)的傳熱要好于近臨界壓力區(qū)。在超臨界壓力區(qū),螺紋管內(nèi)流體傳熱可能被強(qiáng)化也可能被惡化。王為術(shù)等人[33]在壓力23~28MPa,質(zhì)量流速600~1200kg/(m2s),平均內(nèi)壁熱流密度300~600kW/m2,研究了不銹鋼傾斜上升光管內(nèi)水的傳熱特性及管壁溫分布。結(jié)果表明,傾斜管壁溫及傳熱系數(shù)沿周向分布不均勻,提高質(zhì)量流速可減小不均勻性,壓力對擬臨界焓值區(qū)的傳熱特性和不均勻性影響較明顯。孫丹等人[34]在壓力為13~24MPa,質(zhì)量流速為400~1500kg/(m2s)的條件下,對垂直上升光管內(nèi)臨界壓力區(qū)水的傳熱特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,臨界壓力區(qū)的超臨界部分內(nèi),壓力越接近臨界壓力,傳熱惡化越劇烈。黃凡等人[35]在針對600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐水冷壁管在低質(zhì)量流速條件下的水動力特性,進(jìn)行了垂直并聯(lián)內(nèi)螺紋管內(nèi)兩相流不穩(wěn)定性的試驗(yàn)研究,得到了不同條件下的水動力特性曲線。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]論循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 柏延樞. 中國設(shè)備工程. 2019(17)
[2]東方660 MW高效超超臨界CFB鍋爐的設(shè)計(jì)[J]. 聶立,鞏李明,鄧啟剛,薛大勇,魯佳易,蘇虎,唐勇,霍鎖善. 電站系統(tǒng)工程. 2019(04)
[3]大容量循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 黃中,楊娟,車得福. 熱力發(fā)電. 2019(06)
[4]超臨界CFB鍋爐啟動系統(tǒng)選型分析研究[J]. 劉廣林,譚青. 應(yīng)用能源技術(shù). 2017(08)
[5]超超臨界循環(huán)流化床鍋爐爐型及關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 辛勝偉,韓平,聶立,張彥軍,肖峰. 電站系統(tǒng)工程. 2017(04)
[6]超(超)臨界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展[J]. 蔡潤夏,呂俊復(fù),凌文,楊海瑞,張縵,岳光溪. 中國電力. 2016(12)
[7]600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐關(guān)鍵問題研究[J]. 程樂鳴,許霖杰,夏云飛,王勤輝,駱仲泱,倪明江,岑可法,聶立,周棋,蘇虎. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(21)
[8]臥式螺旋管臨界熱流密度的流體模化[J]. 譚魯志,韓吉田,陳常念,孔令健,冀翠蓮,逯國強(qiáng). 山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2013(03)
[9]大型循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器運(yùn)行特性分析[J]. 張縵,吳海波,孫運(yùn)凱,呂清剛. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(14)
[10]近臨界壓力區(qū)臨界熱流密度的流體;痆J]. 王美霞,韓吉田,邵莉. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(20)
博士論文
[1]超/超臨界循環(huán)流化床鍋爐數(shù)值模擬研究[D]. 許霖杰.浙江大學(xué) 2017
[2]600MW循環(huán)流化床鍋爐爐膛氣固流動和受熱面?zhèn)鳠岬难芯縖D]. 周星龍.浙江大學(xué) 2012
本文編號:3449543
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【圖文】:
Lagisza電廠鍋爐結(jié)構(gòu)圖
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒論9圖1.3白馬600MW循環(huán)流化床鍋爐的三維圖白馬600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)煤種為高灰高硫低熱值貧煤,其中灰分達(dá)到43.82%,硫分高達(dá)3.3%,這對于整個(gè)鍋爐的設(shè)計(jì)運(yùn)行提出了較高的要求和挑戰(zhàn)。經(jīng)過一年多的商業(yè)運(yùn)行,白馬600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐通過測試,測試結(jié)果達(dá)到預(yù)期,如表1.7所示[20]。其中運(yùn)行床溫與設(shè)計(jì)一致,過熱蒸汽參數(shù)等也都達(dá)到設(shè)計(jì)要求,SO2和NO2等污染物的排放也遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值,這標(biāo)志著我國已全面掌握超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)。表1.7白馬600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐性能測試結(jié)果主要參數(shù)設(shè)計(jì)值測試值主要參數(shù)設(shè)計(jì)值測試值機(jī)組負(fù)荷/MW600620.05排煙溫度/℃128141.47過熱蒸汽壓力/MPa25.3924.64鍋爐效率/%91.0191.52過熱蒸汽溫度/℃571570.02SO2/(mg·m-3)<380192.04蒸發(fā)量/(t·h-1)1819.11823.01鈣硫摩爾比2.12.07再熱蒸汽壓力/MPa4.1493.98脫硫效率/%96.797.12再熱蒸汽溫度/℃569567.64NO2/(mg·m-3)<160111.94減溫水總量/(t·h-1)142109.2粉塵/(mg·m-3)<309.34床溫/℃890890除塵效率/%99.95
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒論12圖1.4臨界點(diǎn)處水的物性參數(shù)變化圖[31]由于水的臨界溫度和臨界壓力為374℃和22.1MPa,在商業(yè)鍋爐中進(jìn)行測量或者在實(shí)驗(yàn)室條件下以水為工質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是十分困難的。目前國內(nèi)有西安交通大學(xué)能夠開展以水為工質(zhì)的超臨界流動換熱特性實(shí)驗(yàn)研究。在此基礎(chǔ)上,西安交通大學(xué)展開了許多關(guān)于超臨界工質(zhì)流動換熱的研究。唐人虎等人[32]在壓力9~28MPa,質(zhì)量流速600~1200kg/(m2s),內(nèi)壁熱負(fù)荷200~500kW/m2的工況范圍內(nèi),研究了傾斜上升內(nèi)螺紋管(傾角=19.5o)中水的傳熱特性。結(jié)果表明超臨界壓力區(qū)的傳熱要好于近臨界壓力區(qū)。在超臨界壓力區(qū),螺紋管內(nèi)流體傳熱可能被強(qiáng)化也可能被惡化。王為術(shù)等人[33]在壓力23~28MPa,質(zhì)量流速600~1200kg/(m2s),平均內(nèi)壁熱流密度300~600kW/m2,研究了不銹鋼傾斜上升光管內(nèi)水的傳熱特性及管壁溫分布。結(jié)果表明,傾斜管壁溫及傳熱系數(shù)沿周向分布不均勻,提高質(zhì)量流速可減小不均勻性,壓力對擬臨界焓值區(qū)的傳熱特性和不均勻性影響較明顯。孫丹等人[34]在壓力為13~24MPa,質(zhì)量流速為400~1500kg/(m2s)的條件下,對垂直上升光管內(nèi)臨界壓力區(qū)水的傳熱特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,臨界壓力區(qū)的超臨界部分內(nèi),壓力越接近臨界壓力,傳熱惡化越劇烈。黃凡等人[35]在針對600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐水冷壁管在低質(zhì)量流速條件下的水動力特性,進(jìn)行了垂直并聯(lián)內(nèi)螺紋管內(nèi)兩相流不穩(wěn)定性的試驗(yàn)研究,得到了不同條件下的水動力特性曲線。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]論循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 柏延樞. 中國設(shè)備工程. 2019(17)
[2]東方660 MW高效超超臨界CFB鍋爐的設(shè)計(jì)[J]. 聶立,鞏李明,鄧啟剛,薛大勇,魯佳易,蘇虎,唐勇,霍鎖善. 電站系統(tǒng)工程. 2019(04)
[3]大容量循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 黃中,楊娟,車得福. 熱力發(fā)電. 2019(06)
[4]超臨界CFB鍋爐啟動系統(tǒng)選型分析研究[J]. 劉廣林,譚青. 應(yīng)用能源技術(shù). 2017(08)
[5]超超臨界循環(huán)流化床鍋爐爐型及關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 辛勝偉,韓平,聶立,張彥軍,肖峰. 電站系統(tǒng)工程. 2017(04)
[6]超(超)臨界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展[J]. 蔡潤夏,呂俊復(fù),凌文,楊海瑞,張縵,岳光溪. 中國電力. 2016(12)
[7]600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐關(guān)鍵問題研究[J]. 程樂鳴,許霖杰,夏云飛,王勤輝,駱仲泱,倪明江,岑可法,聶立,周棋,蘇虎. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(21)
[8]臥式螺旋管臨界熱流密度的流體模化[J]. 譚魯志,韓吉田,陳常念,孔令健,冀翠蓮,逯國強(qiáng). 山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2013(03)
[9]大型循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器運(yùn)行特性分析[J]. 張縵,吳海波,孫運(yùn)凱,呂清剛. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(14)
[10]近臨界壓力區(qū)臨界熱流密度的流體;痆J]. 王美霞,韓吉田,邵莉. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(20)
博士論文
[1]超/超臨界循環(huán)流化床鍋爐數(shù)值模擬研究[D]. 許霖杰.浙江大學(xué) 2017
[2]600MW循環(huán)流化床鍋爐爐膛氣固流動和受熱面?zhèn)鳠岬难芯縖D]. 周星龍.浙江大學(xué) 2012
本文編號:3449543
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