700℃超 超临界锅炉壁温特性研究

《700℃超 超临界锅炉壁温特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com第46卷第6期锅炉技术Vo1．46，No．62015年11月B01LERTECHN0L0GYNOV．，2015【设计·科研·试验】700℃超超临界锅炉壁温特性研究刘旭聃，张忠孝，乌晓江，范浩杰(1．上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240；2．上海锅炉厂有限公司，上海200245)摘要：采用分区简化一维电站锅炉炉内气动一传热模型，理论计算了700℃超超临界锅炉炉膛水冷壁及管内工质温度的空间分布特性。计算结果表明：沿炉膛高度方向上煤粉燃烧器区域水冷壁热负荷较高，炉膛中间热负荷高，而上下炉膛的热负荷偏低；水冷壁周向温度呈中间高两侧低的抛物线型

2、分布，700℃、35MPa超超临界状态下，锅炉在BMCR工况下的水冷壁管内工质为单相流体，无明显大比热区域，壁温最大高达到619℃。因此，在5左右的设计裕度下，建议水冷壁管材应选用许用温度大于650℃的材料。关键词：超超临界；水冷壁壁温；分区计算法；传热中图分类号：TK229．2文献标识码：A文章编号：1672—4763(2015)06—0001—05进行锅炉炉内传热计算，但由于700℃超超临界0前言锅炉技术对锅炉受热面壁温的安全性要求更高，随着全球温室效应的日益加剧，如何进一步因此，采用零维模型已经无法满足工程需要。提高燃煤电站效率、减少CO排放越来越成为全Hottel¨2等人提

3、出辐射换热的区域法模型，将封社会关注的焦点。我国以煤为主的能源结构在闭空腔划分为若干体元和面元，计算每两个区域相当长时间内很难发生根本性改变，为此，大力之间的直接辐射交换，最后得到每个区域的净辐发展高效洁净煤发电技术成为现阶段我国燃煤射热流。Sijercic_3等对圆筒形燃烧室辐射传热发电技术的主要发展方向。与现有超超临界发进行了计算，并与Selcuk¨4的实验进行对比，发电技术相比，700℃超超临界发电技术(主蒸汽压现区域法所得的结果与实验结果吻合较好。张力：35MPa；主蒸汽温度；700℃)的热耗要低忠孝[5剐等人建立和完善了燃烧与水动力耦合传8．1～1O．7，可大幅度提供机组

4、供电效率，减热一维分区计算模型，用于分析火焰辐射与工质低CO排放[1]。目前欧美等发达国家正积极开换热的耦合关系。但上述模型所采用的辐射模发更高参数、更高发电效率的700℃超超临界发型并不完全适用于大容量超超临界锅炉炉膛的电技术。锅炉参数的提高主要受材料的限制，特辐射换热，并由于忽略了受热面附近的对流换别在35MPa、700℃参数下，炉内高温受热面需热，从而进～步影响了计算结果的准确度。要采用镍基合金材料，然而与常规奥氏体不锈钢Diez、Srdjanc剞等人运用P一1辐射换热模型相比，镍基合金材料价格要昂贵得多，为此，提高在Fluent模拟发现在火焰位置偏斜、火焰刷墙锅炉热力计算和

5、锅炉壁温计算的准确度，对经时，近壁面局部对流换热系数可达辐射换热的3济、安全、合理选用受热面材料显得尤为重要。～4倍。局部对流换热对炉膛水冷壁超温爆管也为适应极端热力参数条件下的锅炉运行安全，起到一定的作用，刘福国L9也通过建立超临界直700℃超超临界锅炉需要对各种负荷工况进行校流锅炉炉膛对流和辐射耦合传热模型得出了类核计算和分析，以获得不同负荷下工质温度和金似结论。属壁温沿炉膛高度和宽度方向的变化特性，从而针对700℃超超临界炉膛燃烧与传热的特为锅炉受热面选材提供依据。点，本文采用一维分区计算模型，综合考虑受热目前工程上主要采用零维模型或一维模型面附近对流换热对传热的影响，采用工

6、程化、区收稿日期：2015—03—17基金项目：国家863计划项目(2012AA050502)作者简介：刘旭聃(1986一)，男，硕士，主要从事超超临界燃煤发电技术的研究学兔兔www.xuetutu.com锅炉技术第46卷域化、模块化的设计对700℃超超I临界水冷壁温所示：其速度场由以下参数确定：一维速度曲线度特性进行热力计算研究，为更高参数的超超临的内外侧斜率a、oc，四角切圆中心位置(z。，Y。)，界锅炉的设计和运行提供理论依据和技术支持。切圆长短的半径n、b。1模型简化Jt锅炉炉膛分区见图l。第一级过热器qm丁、厂＼一(!11一ll——()——分离式燃尽风—=一(15)一一【

7、4)一—L紧凑式燃尽风～～～(121(11)(10)／二二=-~_L-图2炉内二维速度场模型示意图(8)主燃烧区一一一—厂。。。。——--(6)---＼二(5)根据假设(1)，燃烧器喷口射流速度由式(1)『41表示：(3)Ll‰一a(X--Xo)+(一)，L灰图1锅炉炉膛分区示意图J口。+b≤f1㈩为了准确预报水冷壁壁温及工质温度分布一a√(X--Xo)2q-7；~(Y--yo)2)，特性，以满足工程设计需要，本文对计算模型进l其他行如下简化：在二维速度场内任意不同半