增壓鍋爐是利用渦輪增壓機組供風,燃料在爐膛增壓的條件下進行燃燒,增壓鍋爐具有爐膛容積熱負荷高、體積小等許多優(yōu)點。對于非增壓鍋爐,爐膛內換熱以輻射換熱為主,對流換熱量小,熱力計算時一般忽略不計。但對于增壓鍋爐,爐膛具有相對較高的壓力、較小的爐膛容積和較大的噴油量,使煙氣流動速度相對較高,煙氣與管壁間產生的對流換熱成為爐膛總換熱量不可忽略的一部分。增壓鍋爐熱力計算是參照非增壓鍋爐標準進行的,這些標準對增壓鍋爐和爐膛對流換熱計算方法并不適用,因而在進行熱力特性研究時產生一定的偏差。本課題采用數值模擬的方式進行增壓鍋爐爐膛傳熱特性研究。結合103t/h增壓鍋爐爐膛的實際尺寸,基于FLUENT軟件平臺,采用RNG k-ε湍流模型,數值模擬氣體與爐膛受熱面間的對流換熱,獲得爐膛內高溫煙氣速度和溫度場分布。同時基于數值模擬爐膛風溫度變化確定爐膛受熱面的對流換熱特性。計算結果表明:當每側三支燃燒器對沖布置時,燃燒器之間的氣體流動發(fā)生相互干擾,加劇了沿爐膛徑向和軸向速度場和溫度場的非均勻分布,燃燒器的出口區(qū)域氣流回流有助于將高溫氣體引回到燃燒器的入口,改善著火和燃燒。分析了在三個不同壓力（0.1,0.1... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

艦用增壓鍋爐的主要結構布置

先進行燃燒，后進行換熱，二者并非同時發(fā)生；② 爐過程相互不影響。該注意到，在增壓鍋爐爐膛，隨著煙氣沿軸向方向流動的爐膛出口方向流動，因此沿軸向方向氣體流量逐漸減小，化。這就意味著沿爐膛方向，氣體速度是在不斷變化的，的對流換熱也改變。對于流量逐漸變化的流動過程，目前算模型，所以本文暫時不考慮流量變化對換熱的影響。取和網格劃分形狀近似為一個橢圓柱形，長度方向上的尺寸約為 2745mmm、1800mm，爐膛出口的對流蒸發(fā)管束為 37 排管組組為 6.5MPa，蒸汽產量約為 103t/h。模型的計算尺寸與實際鍋爐尺寸一致，為了簡化計算，爐算第一排，后邊的管束簡化為多孔介質。如下圖 3.1，為格。

器入口設置煙氣溫度和流量，煙氣速度由燃燒器流通面積計算確定。3.4.1 爐膛氣體壓力 0.25 MPa 的速度和溫度分布圖3-2表示爐膛氣體壓力為P=0.25 MPa、在燃燒器100%負荷時（單個燃燒器質量流量約為6.67 kg/s）時不同瞬時沿軸向方向的氣體溫度變化。由圖可見，隨著時間變化，爐膛內各點氣體溫度是不同的，表明爐膛內氣體溫度是脈動的。在燃燒器出口位置，氣體溫度高，隨著氣體流動方向，由于氣體與壁面間的換熱作用，沿兩燃燒器軸心方向，氣體溫度逐漸下降，并且相對其他區(qū)域，氣體溫度最高。比較圖3-2與圖3-3，可以看到，沿燃燒器軸向方向，上排單個燃燒器和下部兩個燃燒器的氣體溫度是不同的，表明燃燒器布置對爐膛氣體溫度分布有一定的影響。t=0.4s t=0.5s t=0.6s t=0.7s圖 3-2 上部燃燒器處沿軸向截面的氣體溫度變化圖3-4表示爐膛氣體壓力為P=0.25 MPa、在燃燒器100%負荷時（單個燃燒器質量流量約為6.67 kg/s）時不同瞬時沿軸向方向的氣體速度變化。由圖可見，隨著時間的變化


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