锅炉过热器系统热偏差计算方法的探讨

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1、第!"卷第#期现代电力$%&’!"(%’#)***年+月,-./0(/1/230425-6/0789’)***::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::文章编号;!**"<)#))=)***>*#<***?<*?锅炉过热器系统热偏差计算方法的探讨张蓉媛王雅勤=华北电力大学=北京>动能工程系@北京!*))*?>摘要;结合原苏联热力计算标准和我国A电站锅炉水动力计算方法=BCDE)*!F+#>G@对电厂过热器系统热偏差计算问题进行了探讨H在吸收我国科研工作者关于沿集箱轴向流量偏差和同屏辐射热量偏差的研究成果的基础上@完善了

2、过热器系统热偏差的计算方法@对提高我国机组设计水平@保证机组安全运行有重要意义H关键词;锅炉I过热器I流量偏差I热偏差I计算方法分类号;3J))#’#K)文献标识码;7大型电站锅炉的过热器和再热器是两个重要的部件@它们的安全运行对整个机组的安全运行有重要的意义H这两个部件在机组的受压元件中占有相当大的比例I同时@由于绝大部分采用合金钢@甚至是由奥氏体不锈钢制成@因此@又是价格昂贵的部件H电站锅炉的大量运行实践表明;锅炉O四管P爆漏造成的故障损失电量占火电机组总损失电量的L*Q左右@而过热器和再热器系统的损失又位居首位@占O四管P损失的!NQ左右H因此@研究影响过热器工作可靠性的各种因素@探讨

3、热偏差的成因及计算方法@在此基础上进行壁温计算是十分必要的HR过热器系统热偏差的产生机理R’R流量分配不均匀性=!>由于集箱效应引起的流量不均匀=)>由于管子结构差异引起的流量不均匀由流体力学基本理论;STU*’NVWVX)VY=!>可知@压差一定时@阻力系数W与流量的平方成反比H因此@管子结构的差异@就造成了管子流量分配的不均匀性H收稿日期;)***<*L

4、引起的流量分配不均匀热效流量偏差是指由于管圈的吸热量差异引起各管圈的流量不同的现象$由公式!%#看出&压差与阻力系数一定时’工质比容与流量平方成反比’因此’在实际运行过程中’由于沿宽度及同屏热力不均匀的存在而导致的各管圈吸热量的不同’必将加剧各管圈流量分配的不均匀性$()*热力不均匀性!%#受热面同屏各管热力不均匀性+管束前和管束后烟室对各排管子的辐射不均匀由于受热面在烟气流程中所处位置不同’各排管子接受屏前!或屏后#辐射的角系数及该辐射被减弱的程度不同’从而造成管束前或管束后烟室对各排管子的辐射不均匀$,同屏各管束间烟气辐射热量的不均匀性-同屏各管吸收对流热量的不均匀性!.#沿烟道宽度热力

5、不均匀性!"#沿烟道高度!或深度#热力不均匀性*热偏差的计算*)(蒸汽流量分布的计算.)%)%静压分布规律沿烟道宽度上各排管子之间流量的分布主要取决于进出口集箱中沿轴向方向上静压的分布以及各排管子几何特性的偏差和由热偏差引起的工质比容偏差$现代大型锅炉中’集箱效应不可忽视$沿集箱轴向可建立如下方程&...3698!9239#898<639/01!0230#4158;11!.#7.::::式中&9==距联箱进口端6处的工质轴向流速><6==从联箱进入分支管处工质的轴向分速度>假设9沿集箱轴向呈线性分布&9;9?!%16@A#><6;B?9B?==试验待定系数’通常取为%).C>则可得分配集箱的

6、静压分布规律&0?6;D620?其中&D分配集箱中各点与集箱端点之间的静压差’EFG@H.6==当工质从6@A;I引进时&DK.41%O"4P!"#6;J?LI)MN/%1!%16@A#?/%1!%16@A#"当工质从6@A;%引进时&DK.41%O"4P!C#6;J?LI)MN/%1!6@A#?/%1!6@A#"K.式中&JK分配集箱进口处最大动压头>EFG@H.’JK!Q?#?==?;.:R?对汇流集箱’相同的分析可得其静压分布规律&0S6;T620S当工质从6@A;I引出时&TK.42%O"4P!U#6;JSL./%1!%16@A#S/%1!%16@A#"当工质万方数据从6@A;%引出

7、时&TK.%"6;JSL./%1!6@A#42OS/%1!6@A#4P!N#":现代电力"KKK年图!分配集箱中静压的变化图"汇流集箱中静压的变化"#!#"迭代法进行流量分配计算根据以上分析$综合考虑各管圈的阻力系数与吸热量的不同$可得某级受热面各管圈的流量分布方程组为"./012/013/0%&’%()*+’,+-"567"4//099%/883/0-35:7/-!0-!对式567进行变换$得;3"/0->