基于Fluent的某型号锅炉末级过热器流动特性数值研究.pdf

《基于Fluent的某型号锅炉末级过热器流动特性数值研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于Fluent的某型号锅炉末级过热器流动特性数值研究肖琨1，王强1，刘富君2(1．中国计量学院质量与安全工程学院，浙江杭州310018；2．浙江省特种设备检验研究院，浙江杭州310020)摘要：针对某型号锅炉末级过热器的泄漏情况，基于CFD软件FLUENT，建立过热器的二维模型，采用k-s湍流模型对烟气的速度场和离散项颗粒的轨迹场进行了数值模型。针对末级过热器管道多根管道密集布置的狭小空间，定量分析炉管黑线烟气流速分布的差异，颗粒的速度场及其轨迹特点，可为进一步研究锅炉末级过热器管道的剩余寿命提供理论依据。关键词：锅炉；过热器；流场；数值模拟中图分类

2、号：TK223．3文献标识码：A文章编号：1004—3950(2011)03—0009—05Analysisonboilerfinishingsuper-heaterflowfieldnumericalsimulationcharacteristicsbasedonFluentXIAOKunl，WANGQian91，LIUFuJun。(1．SchoolofQuality＆SafetyEngineering，ChinaJiliangUniversity，Hangzhou310018，China2．ZhejiangSpecialEquipmentInspe

3、ctionandResearchInstitute，Hangzhou210018，China)Abstract：ForleakyaccidentsofboilerfinishingsuperheatertubesandbasedonCFDsoftwareFluent，two—dimensionsuperheatermodelwasconstructed．Thek．￡turbulentflowmodelwasusedtosimulatefumevelocityfieldanddiscreteparticlestraces．Thefumevelocityf

4、ield，particlevelocityfieldandparticletraceshadsomedifferentfeaturesinthenarrowspaceintubes．Thequantitativeanalysissuppliedthesolidtheoryfoundationfortheremainderlifepredictionoffinishingsuperheatertubes．Keywords：boiler；super—heater；flow—field；numericalsimulation0引言锅炉水冷壁、过热器、再热器和

5、省煤器(简称锅炉“四管”)爆漏约占全部锅炉设备事故的40％一60％，甚至达70％H。。因此，减少锅炉“四管”爆漏次数，降低锅炉强迫停运时间，是提高锅炉运行可靠性和经济性的关键因素。对于锅炉的末级过热器而言，由于其运行环境的温度已经降低，烟气对过热器管道的冲刷成为焦点。末级过热器管道受到含有大量飞灰烟气的冲刷，特别是在易形成烟气走廊的部位以及烟气转弯处，受热面管束被冲刷而减薄的趋势更为明显。我国大量燃煤发电厂中很多事故都是由于飞灰磨损产生心]，因此分析末级过热器管道在烟气冲刷下的失效形式，研究锅炉末级过热器换热管道在烟气作用下的速度场与颗粒轨迹场对于电站

6、锅炉的安全运行有着极其重要的意义。然而现场条件制约，使得直接使用传感器等接触式测量的方法得到的数据并不全面。本文采用CFD软件Fluent模拟锅炉末级过热器内部流场，以定量分析其内部多根管周围的流动特性。为减少运算量，主要采用二维模型进行数值模拟。根据现场测试的部分参数，采用k-6湍流模型，模拟单相和气固两相流体在末级过热器16排管道中流场的流动过程，包括颗粒场中颗粒轨迹和速度分布，获得烟气对末级过热器管收稿日期：2011—03一17基金项目：浙江省自然科学基金资助项目(y1100096)；浙江省大学生科技创新活动计划项目(2009R409018)作者

7、简介：肖琨(1987一)，男，河北张家口人，本科学历，主要研究流体仿真、自动化检测。稚露_重彳善2011年，第3期一9一道的冲刷磨损过程定量分析的有效数据，为进一步分析过热器管道剩余寿命提供一定的理论指导。1湍流模型理论1．1湍流模型控制方程组烟气流动可认为是多组分气体相互作用的湍流。综合考虑计算条件和工程要求，采用耦合隐式求解器，基本方程为定常Reynolds时均方程，湍流模型为标准_i}。8模型∞一o。计算的控制方程可写成如下的统一守恒形式：掣+掣=旦Ox(厂+业c3x)q(1)a￡a菇：＼9，⋯式中：咖为通用变量；Ui为速度分量；F。为广义扩散系

8、数。当西分别为1，U，"，k，占，T和C时，对应着连续方程、石方向动量方程、Y方向动量方程、湍