HRSG(余热锅炉)是当代联合循环装置的关键部件。余热锅炉的设计始终在不断发展以便适应联合循环变化的运行条件。燃气轮机设计的趋势是使用功率越来越大的机器,这对余热锅炉意味着更高的排气温度和更紊流的燃气流。在立式余热锅炉内,烟气沿垂直向上流动,换热器的翅片管内工质平地流动。自然循环余热锅炉依靠不受热下降管中与受热上升管中工质的密度差使工质在一封闭的系统中产生流动。由于自然循环锅炉蒸发受热面内工质的流动不借助于外界力,设计正确的循环回路至关重要。
本文结合济南钢厂烧结机余热锅炉,介绍了其蒸发器的基本结构形式。首先对余热锅炉进行热力计算,以得出水动力计算和数值模拟所需的各种参数。本文建立了蒸发器单相流体和两相流体的数学模型,依据前苏联水动力计算标准方法,通过程序的建立和计算,绘制了立式自然循环余热锅炉各管屏以及整体蒸发器的水动力特性曲线,计算出其稳态工作点及其各种参数。
热态水动力特性数值模拟结果表明,水平蒸发管束受热越多的管束循环流量越小,循环流量与管束进出口压差近似成正比关系。由于重力的作用,管子内部是分层流动的。
蒸发器整体冷态水循环数值模拟结果表明,本模型的各管屏中管子的流量分布比较均匀,管屏之间的流量分布也是相差不大。可见对于此种分配集箱双入口和汇集集箱双出口的结构对流量偏差影响较小,而且在此种结构下,循环流量的大小对流量偏差的影响较小。
对蒸发器管排在冷态、40％负荷、60%负荷、80%负荷和100%负荷五种工况下蒸发器整体热态数值模拟结果表明:随着热负荷的变化,循环管束内部的流量是变化的,相对于冷态各循环回路的变化是不同的,第一和第二循环回路随热负荷的增加循环流量变大,第三和第四循环回路随热负荷增加循环流量变小。热负荷的变化对管屏内各管子的流量分布影响不大。热负荷的变化对管内两相流的流动和截面含汽率都是有影响的,热负荷越大,截面含汽率越大。在不同负荷下蒸发器管束的流量较冷态发生了变化,随着负荷的变化流量分布也是不同的,可见热不均匀性会导致热流量偏差。
- 作 者：
- 刘迎光
- 学科专业：
- 轮机工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 哈尔滨船舶锅炉涡轮机研究所
- 导师姓名：
- 陈明
- 学位年度：
- 2013
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
