锅炉后屏过热器分布式动态数学模型及壁温计算

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1、维普资讯http://www.cqvip.comVo1．30No4湖北电力箜2006鲞年箜8月塑Aug．2006锅炉后屏过热器分布式动态数学模型及壁温计算陈楠，初云涛，姚斌，曾汉才，周怀春(华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北武汉430074)[摘要]以1台300MW锅炉的后屏过热器为研究对象，采用机理建模的方法，建立后屏过热器的分布式动态数学模型，模拟了当蒸汽流量及烟气侧换热量扰动时后屏过热器的蒸汽温度沿管长方向的分布及其管壁温度的动态变化，并对仿真结果进行了分析。[关键词]后屏过热器；动态仿真；壁温计算[中图分类号]TK311[文献标识码]A[文章编号]1006

2、—3986I2006)04—0033—03DistributedDynamicMathematicalModel＆TubeWallTemperatureCalculationofRearPlatenSuperheaterCHENNan，CHUYun-tao，YA0Bin，ZENGHan-cai，ZHOUHuai—chun(StateKeyLaboratoryofCoalCombustion，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)[Abstract]Byinvestigatingtherea

3、rsuperheaterofa300MWboiler．thedistributeddynamicmathe—maticalmodelisbuiltupusingmechanicalmodelingmethod．Exteriortubewalltemperatureofeachpipeaswellassteamtemperaturedistributionofeachpipeoftherearsuperheateralongthelengthori—entationofthepipeswhensteamenthalpyandsteamflowandfluegasside

4、heatexchangecapacitychangearesimulated，andsimulationresultsareanalysed．[Keywords]rearsuperheater；dynamicsimulation；tubewalltemperaturecalculation导致各根管子内壁的阻力系数也不同。在这两个方1模型的建立面原因的共同作用之下，屏内各根管子的流量是不1．1后屏过热器烟气侧数学模型均匀的，由文献提出的方法计算各管的流量。根后屏过热器一般布置在炉膛上方，靠近折焰角据各管的流量分布由动量守恒方程就可求出各管压附近，其接受烟气的辐射和对流

5、换热。具体可分为力沿管长的分布。屏前／屏后烟气对管壁的辐射换热、屏间烟气对管壁1．4屏内各模块换热量和灰污层壁温的解算方法的辐射换热、屏间烟气对管壁的对流传热、炉膛对屏由于过热系统屏面灰污层壁温与管段的换热量底部管段的辐射换热等几种换热形式。在已知烟气的相互耦合，因此温度分布和换热量需要同时解算。温度分布条件下根据文献_1中提出的热偏差计算模本文利用迭代的方法进行迭代计算。型计算出模块内各种换热形式的换热量，作为后屏1．5后屏过热器外壁壁温分布模型过热器分布参数数学模型的边界条件。计算出各个模块的管外壁温度，公式如下：1．2后屏过热器蒸汽侧和金属管壁的数学模型一￡+[

6、}×南+](1)过热器蒸汽侧和金属管壁的数学模型通常是在一定的假设条件下基于质量守恒、能量守恒和动量式中tb——管子外表面温度；守恒三大基本原理以及传热理论得到的。——过热蒸汽温度；1．3屏中各根管子流量计算模型管子外径与内径之比；由于各根管子吸热量不同导致各根管子内工质——热散漫系数，它是毕欧准则数Bi的的密度不同，而且由于各根管子的结构尺寸的不同函数；q——管子的热流密度；[收稿日期]2006—05—26——管壁金属的导热系数；[作者简介]陈楠(1981一)，男，江苏靖江人，硕士研究卜管子壁厚；生。a。——蒸汽侧的换热系数。·33·维普资讯http://www.c

7、qvip.com筮鲞箜塑湖北电力VAo1．30No42006年8月ug．2006在扰动发生后的不同时刻工质温度沿受热面的分布2模型的仿真计算情况(以屏的外侧第一根管子为例)。其中人口工质2．1仿真对象网格的划分及模型的检验流量的阶跃扰动幅度选用+20，烟气侧换热量阶以某电厂300Mw控制循环锅炉的后屏过热跃幅度选用+20。图1是管子人口蒸汽流量阶跃器为对象，应用本文第1部分建立的模型，计算后屏增加20时管内工质的动态特性图。过热器的各根管子在各种人口阶跃扰动下管内蒸汽的温度沿管长的分布。后屏过热器相关参数见表1，设计煤种特性见表2。＼表1后屏过热器结