【摘要】：熱蒸汽壓縮多效蒸餾(MED-TVC)利用低品位熱源進(jìn)行海水淡化,是目前最具前景的海水淡化技術(shù)之一,能夠有效解決我國(guó)淡水資源匱乏的問題。然而由于低品位熱源的不穩(wěn)定特性,如熱電廠發(fā)電功率的變化以及汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)中蒸汽流量的變動(dòng),余熱蒸汽會(huì)隨著汽輪機(jī)組的變工況運(yùn)行而產(chǎn)生劇烈波動(dòng)。傳統(tǒng)的固定尺寸噴射泵無法滿足MED-TVC海水淡化系統(tǒng)的變工況運(yùn)行。本文提出了一種可根據(jù)動(dòng)力蒸汽壓力變化對(duì)面積比進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)的噴射泵,以提高M(jìn)ED-TVC海水淡化系統(tǒng)在變工況下的產(chǎn)水能力,對(duì)于MED-TVC水電聯(lián)產(chǎn)具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。通過研究噴射泵以及波紋管的機(jī)理,本文在傳統(tǒng)MED-TVC蒸汽噴射泵的基礎(chǔ)上,提出一種自調(diào)控面積比噴射泵,在一次流噴嘴的內(nèi)部設(shè)置與波紋管執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連的噴針,使噴針能夠根據(jù)動(dòng)力蒸汽壓力改變噴嘴的喉部面積,以提高變工況余熱下的產(chǎn)水性能。對(duì)所提出的自調(diào)控面積比噴射泵進(jìn)行了CFD二維軸對(duì)稱建模和自適應(yīng)網(wǎng)格加密,完成了網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證并使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行模型驗(yàn)證。通過數(shù)值模擬,研究了動(dòng)力蒸汽壓力、面積比對(duì)于蒸汽噴射泵性能的影響,提出了適用于MED-TVC海水淡化系統(tǒng)的自調(diào)控噴射泵面積比優(yōu)化策略,分析了自調(diào)控面積比噴射泵內(nèi)部的速度云圖分布,建立了不同臨界背壓下最佳開度與動(dòng)力蒸汽壓力之間的計(jì)算關(guān)系,并通過回歸分析對(duì)最佳開度進(jìn)行了預(yù)測(cè)。最后將所提出的自調(diào)控面積比噴射泵與傳統(tǒng)固定結(jié)構(gòu)尺寸噴射泵在MED-TVC海水淡化系統(tǒng)中進(jìn)行了性能對(duì)比。研究結(jié)果表明,動(dòng)力蒸汽壓力的降低以及噴射泵面積比的增大,會(huì)在提高噴射泵引射比,提升其引射性能的同時(shí)降低臨界背壓,減小蒸汽噴射泵的工作區(qū)間范圍。自調(diào)控面積比噴射泵的噴針在推進(jìn)時(shí),會(huì)對(duì)蒸汽噴射泵內(nèi)部流體的流場(chǎng)產(chǎn)生影響,改變一次流的膨脹狀態(tài)。自調(diào)控面積比噴射泵的使用,可以在MED-TVC系統(tǒng)動(dòng)力蒸汽壓力發(fā)生波動(dòng)時(shí),使噴射泵依舊保持較高甚至更高的引射能力。當(dāng)臨界背壓固定為20 kPa時(shí),面對(duì)動(dòng)力蒸汽壓力從800 kPa到2000 kPa變化的情況,自調(diào)控面積比噴射泵的平均引射比可達(dá)1.39,高于固定結(jié)構(gòu)噴射泵的0.69。其在MED-TVC系統(tǒng)動(dòng)力蒸汽壓力發(fā)生波動(dòng)的情況下,最高可以提升蒸汽噴射泵1.88倍的性能。本文所提出的自調(diào)控面積比噴射泵在MED-TVC海水淡化以及其他由低品位能源驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)中,有著廣泛的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P747
【圖文】：

圖１－２邋ＭＳＦ流程示意圖逡逑２）多效蒸館（Ｍｕｌｔｉ－Ｅｆｆｅｃｔ邋Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ，ＭＥＤ）逡逑如圖１－３所示，為ＭＥＤ的工藝流程示意圖。該技術(shù)方法將一定量的動(dòng)力加熱蒸逡逑汽送入多個(gè)串聯(lián)的被分成若干有效組的蒸發(fā)器中，充分利用熱能，對(duì)海水進(jìn)行加熱蒸逡逑發(fā)，從而獲得多倍于動(dòng)力蒸汽的淡水［｜１］。ＭＥＤ技術(shù)發(fā)展較早，然而由于其在海水蒸逡逑餾的過程中會(huì)同時(shí)對(duì)海水中的鹽成分進(jìn)行加熱，從而在換熱管表面會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，逡逑腐蝕熱管，不僅降低了換熱效率影響海水淡化系統(tǒng)的性能，還大大提高了邋ＭＥＤ設(shè)備逡逑的維護(hù)成本，限制了邋ＭＥＤ技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用ｔ１２］。隨著防結(jié)垢技術(shù)的發(fā)展以及橫管降逡逑膜、低溫多效技術(shù)的出現(xiàn)，ＭＥＤ以其極高的造水性能、較低的動(dòng)力循環(huán)耗能以及良好逡逑的熱經(jīng)濟(jì)性能，在上世紀(jì)末迅速發(fā)展，并得到廣泛應(yīng)用［１３＿１５］。逡逑熱回收邐邐？不凝氣逡逑Ｉ邐丨邐Ｉ邋ｔ邋１邋．邋Ｉ邐Ｉ邐ｆ邋Ｉ邋ｆ￣￣邐海水逡逑（７ｔＷ邐Ｊ邋７ｒ＼邐ｊ邋７ｒ＼邋］：邐ＴＴｖ：邋ｊ邐７？Ｗ邐｜邐７７＼＼邐７７＊＾邋ｊ邋＼逡逑■＞——————＾邋ｔ

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本文編號(hào)：2794648