引射混合式低压加热器加热性能的试验研究

论文摘要

本文分析了热力发电厂低压加热器的工作过程后,建立了热力发电厂蒸汽动力循环低压加热系统试验台,对一具体的引射混合式低压加热器进行了引射性能和加热性能的试验研究,并详细研究了中心喷射圆周引射型射水抽汽式引射混合式低压加热器的加热特性,按雷诺数的范围拟合出两种形式的加热器凝结换热过程的Nu准则式Nu=CRe~m Pr~nφ~k mL和Nu=CRe~m Pr~nφ~k。鉴于引射器性能的特殊性和影响因素众多,在引射混合式低压加热器设计过程中根据其内部流道变化规律,主要采用质量守恒原理和伯努利方程进行设计计算。通过对两种结构型式的引射混合式低压加热器进行试验,发现在热力发电厂低压加热系统中采用引射混合式低压加热器加热凝结水,通过选取适当的运行参数,完全可以消除凝结水沿抽汽管道进入蒸汽轮机的危险和将凝结水加热至除氧器运行要求。从该型加热器的试验结果可以得出,φ5mm直径喷嘴的该型加热器在入口水压大于0.25MPa时,即可在加热器的蒸汽吸入室产生0.04MPa的真空,φ3mm和φ4mm直径喷嘴在入口水压大于0.2MPa时即能产生大于0.08MPa的真空,远小于现有火电机组大于0.1MPa的低压抽汽压力;φ2mm和φ3mm直径喷嘴的加热器在入口水压小于0.25MPa范围内,将凝结水加热至大于105℃。引射混合式低压加热器具有较独特的蒸汽凝结性能和加热性能,简单分析了凝结水射流与蒸汽凝结换热的特性,指出在射流表面存在着蒸汽凝结换热的主要热阻——流动凝结液膜,在凝结水射流表面上蒸汽的凝结换热系数高达0.98～5.23MW/(m~2·K)。本文从引射器角度简单推导了对引射混合式低压加热器的结构和设计有较重要指导意义的引射特性基本方程式,定义了引射混合式低压加热器的引射效率ηe和加热效率η_h。通过实验数据的分析计算得出,φ2mm喷嘴的η_h=98.6%、η_e=19.8%,φ3mm喷嘴的η_h=95.6%、η_e=19.6%,φ4mm喷嘴的η_h=91.6%、η_e=13.5%,φ5mm喷嘴的η_h=90.3%、η_e=7.8%。引射混合式低压加热器性能试验研究结果表明:在热力发电厂中引射混合式低压加热器完全可以取代目前使用的表面式低压加热器。本文还对永荣矿务局6MW发电机组的低压加热器改造进行了可行性分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 目前热力发电厂低压加热器使用概况
• 1.3 引射器的研究概况
• 1.3.1 管内流动特性与管道截面变化规律的关系
• 1.3.2 引射器简介
• 1.3.3 引射器的理论研究历程
• 1.3.4 引射器的实验研究及运用概况
• 1.4 开发引射混合式低压加热器的可行性分析
• 1.5 本文研究内容与创新点
• 2 引射混合式低压加热器基础理论
• 2.1 引射混合式低压加热器工作原理与守恒方程式
• 2.1.1 引射混合式低压加热器工作原理
• 2.1.2 引射混合式低压加热器混合室的流型
• 2.1.3 引射混合式低压加热器守恒方程式
• 2.2 引射混合式低压加热器基本参数
• 2.3 引射混合式低压加热器相似律
• 2.3.1 几何相似
• 2.3.2 运动相似
• 2.3.3 动力相似
• 2.4 引射混合式低压加热器引射性能方程推导
• 2.4.1 引射性能方程推导途径概述
• 2.4.2 引射混合式低压加热器引射性能方程推导的依据
• 2.4.3 引射混合式低压加热器引射性能方程的推导
• 2.5 引射混合式低压加热器的阻力平衡分析法简介
• 2.6 引射混合式低压加热器喉口结构的假定
• 2.7 引射混合式低压加热器的工作效率和最优参数
• 2.7.1 引射混合式低压加热器的工作效率
• 2.7.2 引射混合式低压加热器的最优参数
• 2.8 本章结论
• 3 引射混合式低压加热器设计与实验准备
• 3.1 引射混合式低压加热器加热性能试验台设计
• 3.1.1 引射混合式低压加热器加热性能试验要求描述
• 3.1.2 引射混合式低压加热器加热性能主要试验仪器清单
• 3.2 引射混合式低压加热器的设计
• 3.2.1 圆周喷射中心引射的引射混合式低压加热器设计
• 3.2.2 圆周喷射中心引射的引射混合式低压加热器设计预试验及分析
• 3.2.3 圆周喷射中心引射型的引射混合式低压加热器预试验结论
• 3.2.4 中心喷射圆周引射型引射混合式低压加热器设计
• 3.2.5 引射混合式低压加热器引射性能方程
• 3.3 本章结论
• 4 引射混合式低压加热器加热性能试验分析
• 4.1 引射混合式低压加热器试验说明
• 4.2 引射混合式低压加热器试验数据分析
• 4.2.1 试验数据可靠性分析
• 4.2.2 引射混合式低压加热器引射性能试验分析
• 4.2.3 引射混合式低压加热器加热性能试验分析
• 4.2.4 引射混合式低压加热器试验结论
• 4.3 引射混合式低压加热器射流凝结换热分析
• 4.4 引射混合式低压加热器凝结换热 Nu 准则式拟合
• 4.5 射混合式低压加热器凝结换热Nu 拟合式准则式偏差分析
• mPrⁿφ^k 拟合准则式与实验结果偏差分析'>4.5.1 Nu=C Re^mPrⁿφ^k拟合准则式与实验结果偏差分析
• mPrⁿφ^km^L 拟合准则式与实验结果偏差分析'>4.5.2 Nu=C Re^mPrⁿφ^km^L拟合准则式与实验结果偏差分析
• 4.6 本章结论
• 5 永荣矿务局6MW 机组低压加热器改造可行性分析
• 5.1 永荣矿务局6MW 机组运行情况简介
• 5.2 永荣矿务局6MW 机组改造方案
• 5.3 永荣矿务局6MW 机组改造方案技术经济分析
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录