余热锅炉通流结构数值分析.pdf

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1、第38卷第2期华北电力大学学报VoI．38．No．22011年3月JournalofNoahChinaElectricPowerUniversityMar．，2011余热锅炉通流结构数值分析周津炜，赵钦新，张知翔(西安交通大学能源与动力工程学院，陕西西安710049)摘要：采用标准K—湍流模型对水泥窑余热锅炉通流结构流场进行了计算机仿真模拟，得出烟气速度在烟道内的分布情况。通过对3种均流装置的对比分析表明：加装倒V型角钢均流装置可以均匀过渡段出口的流场，提高受热面的传热有效性。关键词：余热锅炉；通流结构；均流装置；烟气速度分布；数值模拟中图分类号：TK2

2、29文献标识码：A文章编号：1007—2691(2011)02—0043—05NumericalanalysisonthethroughflowstructureofwasteheatrecoveryboilerZHOUJin—wei，ZHAOQin—xin，ZHANGZhi—xiang(SchoolofEnergyandPowerEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China)Abstract：Numericalsimulationonthethroughflowstructureofwast

3、eheatrecoveryboilerincementkilnhasbeencon—ductedtoanalyzeflowequalizationdevicesofthedifferentstructure．Theflowgasvelocitydistributiononthecrosssee—tionoftheflueductwasobtained．Simulationresultsshowthattheflowfieldsintheheatingsurfacescanbeadjustedtoanidealstatebyfixingflowequali

4、zationdeviceofinve~ed—Vanglestee1．Keywords：wasteheatrecoveryboiler；throughflowstructure；flowequalizationdevice；fluegasvelocitydistribution；numericaIsimUlation来改善流场分布，并通过软件分析加导流板与折0引言弯角后烟道流场的优化效果。燃气轮机排放的烟量大、速度高，速度场与温度场极不均匀，通常近几年来，余热利用技术在各工业行业中获会引起余热锅炉的传热不均甚至振动、磨损等问得了快速发展，一些高耗能工业的余

5、热利用具有题。对于垂直布置的强制循环余热锅炉，其通流了前所未有的成熟技术、发展潜力和市场应用前结构通常要经过一个90。转弯接头与余热锅炉本体景。通流结构是指流体流过烟道的总称，包括气烟道相连，其形状尺寸必须要保证转弯后的气流流进口、出口以及受热面烟道，本文特指工业炉分布均匀，均匀的流场能够使得烟气放热均匀，窑与余热锅炉受热面之间的过渡烟道。余热锅炉管内水或汽的吸热均匀，提高受热面传热有效性。主要是将各种形式的余热转化为高、中、低压蒸因此余热锅炉通流结构的形状和尺寸格外应该进汽供热或供电，从总体上提高能源利用率。余热行优化设计选择。燃气一蒸汽联合循环装置的

6、余锅炉在国际上有百余年的发展历史，但较少发现热锅炉，由于场地所限，燃气轮机排气口与余热锅炉过渡段较短，袁益超等人改变面板仰角，通国外对于余热锅炉通流结构优化设计的研究。余过CFD数值模拟，得到直观的速度场分布，对人热锅炉通流结构通过加导流板、加折弯角等方式口段结构进行优化，得到对应最佳出口速度分布的入口段结构¨；杨卫宏等人研究了设有导流墙收稿日期：2010—10—1O．基金项目：国家“863”项目“大型干法水泥线纯低温余热发电的余热锅炉辐射冷却室内的三维流动及传热分布，双压技术”(2007AA05Z251)．数值计算结果为研究余热锅炉辐射冷却室内流动华北

7、电力大学学报2011正提供了理论依据；赵剑云等人通过对燃气轮机拟烟气通过受热面时的流动情况。出口与锅炉本体进口之间过渡烟道的数值模拟，得出不同仰角上面板烟道出口的速度分布，根据出口速度均匀性，确定了最佳仰角。我国水泥窑余热锅炉发展于上世纪8O年代，西安交通大学惠世恩等人提出了一种具有均流防磨叶片与导流叶片的余热锅炉人口多级均流防磨装置，主要应用于水泥窑窑头余热锅炉等换热设备，提高烟道人口处烟气速度的均匀性，实现了余热锅炉运行的经济性和稳定性J。本文参考除尘器过渡烟道、电厂SCR反应器人口及循环流化床省煤器均流假管的应用，以本单位研制开发的2500t／d水

8、泥窑余热锅炉为例，建立了V型角钢、倒V型角钢和假管管束共3种均流装置的通流结构三