电站锅炉烟气挡板汽温调节特性研究模拟

论文摘要

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。

论文目录

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