三分仓回转式空气预热器泄漏和传热耦合计算

回转式预热器的气体泄漏发生在多个部位,由大空间之间的小孔流动、携带泄漏、质量和能量守恒组成的非线性方程组描述,泄漏模型确定的流过传热元件的气体流量是传热计算的基础;回转预热器的热量传递包括携带迁移和对流换热两个过程,传热模型确定的气体出口温度是泄漏计算的必要数据;采用考虑轴向导热的二维的偏微分方程描述三分仓回转式预热器的热量传递,该方程与泄漏模型的多维非线性方程构成泄漏和传热耦合模型,给出耦合模型的求解方法,它提供更为精细的回转式预热器设计计算方法。对一台实际运行的三分仓回转式预热器不同密封间隙下的性能进行模拟,并将理论计算值和实际测量数据进行对比,结果表明,模型有较好的精度;径向和轴向泄漏会降低锅炉排烟温度,使预热器漏风率增大;旁路漏风会引起锅炉排烟温度增加,但对预热器漏风影响很小;预热器不同部位的泄漏对漏风率和锅炉排烟温度有不同影响。     

考虑轴向导热的三分仓回转预热器传热模型及验证

推导并通过试验验证三分仓回转式空气预热器考虑轴向导热的传热模型.将方程中传热元件的局部结构参数替代成目前工程常用的整体数据,得到量纲一控制方程;采用实际运行的回转式预热器的测试数据,对传热控制方程进行求解,给出不同气体界面上边界条件的处理方法.对一台600 MW锅炉回转式空气预热器进出口气流的温度、流量、泄漏量以及烟气成分进行测试,详细测定了预热器出口的烟气温度场.将测试数据与模型预测值进行对比,结果表明,该模型具有较好的精度,可用于预热器气流和金属温度场的计算分析,这是进行径向隔板变形计算,从而确定恰当的密封间隙,或选择合理的进口空气温度,保证安全的金属运行温度的基础.     

回转式空气预热器流场仿真分析

为分析某电厂1000 MW锅炉机组的双密封回转式空气预热器漏风问题,建立局部流体仿真模型。通过理论计算和仿真模拟相结合的方法分析了密封间隙对回转式空气预热器内部流场压力分布、密封压差及漏风率的影响,并针对“三密封”特殊时刻下的流场压力及漏风率变化做了研究。结果表明,密封间隙从2 mm到8 mm的变化过程中,密封片受到的最大压差小于7000 Pa;为使空预器漏风率小于5%,其漏风间隙需要控制在3 mm以内;“三密封”时刻下的漏风率达到了最小值,为3.98%。经过分析总结,为密封片的载荷计算及密封片的改进提供一定的参考。     

浅谈CFB锅炉空气预热器的设计选型

空气预热器是利用锅炉尾部的烟气热量来加热燃烧所需空气的一种气—气热交换器。按传热的方式分为管式空气预热器和回转式空气预热器。管式空气预热器是烟气和空气分别在管内外流动;回转式空气预热器是通过旋转器件使烟气和空气交替冲刷传热元件。     

锅炉空气预热器密封装置节能分析

空气预热器的密封机构决定了其具有漏风量大的缺点,严重影响机组的安全运行和经济性。为达到节能目的,需要对现有的二分仓回转式空气预热器进行性能优化,改造后,电厂年创经济利益约64.23万元,漏风率由原来的20.37%降为12%,具有非常明显的节能效果。     

1000MW机组三分仓回转式空预器优化改良

详细介绍了某电厂1 000 MW机组三分仓回转式空气预热器面临的漏风率增加、脱硝装置投运等问题,利用机组检修期间对问题集中改造。同时对三分仓回转式空预器存在的漏风率问题进行改良,避免了脱硝装置投产后空气预热器的驱动问题。针对空预器漏风缺陷提出其他可行的改造措施,为回转式空气预热器的构造变更、漏风率改良及运行维护提供建议。     

空气预热器故障的原因分析及处理方案

机组大修时发现,回转式空气预热器冷端密封片严重磨损,冷端传热元件均匀性积灰,积灰层厚度约为3~5 mm,积灰层坚硬,空气预热器热端出现严重漏灰、漏风现象。针对设备、安装、运行等方面问题的原因进行分析,并提出解决对策。     

回转式空气预热器柔性密封片流固耦合分析

针对回转式空气预热器中柔性密封片与扇形板间的气体泄漏问题,建立了密封片装置有限元模型.通过流固耦合的方式对柔性密封片进行了数值模拟,研究了密封片结构参数对其预压量及最大等效应力的影响,归纳总结出一组柔性密封片设计参数.同时,对3mm内的密封间隙、预压量、漏风率及最大密封补偿量间的关系进行了研究,结果表明柔性密封片不能真...     

回转式空气预热器密封和吹灰改造

对河北西柏坡发电厂300 MW火电机组锅炉回转式空气预热器漏风和堵灰的原因进行了分析,通过对空预器双密封结构的改造和密封间隙的调整,以及采用燃气脉冲吹灰技术,较好地解决了空预器漏风量大以及其积灰和低温腐蚀严重的问题。     

回转式空气预热器热补偿密封结构设计

通过分析回转式空气预热器的工作原理和结构,确定转子热端和冷端温差较大(超过250℃)是造成空预器漏风的主要原因.在大温差作用下转子发生"蘑菇状"热变形导致热端间隙变大,漏风量激增.以某600MW发电机组三分仓回转式空预器为研究对象,在ANSYS中建立空预器仿真模型,对转子进行瞬态热分析,得到了转子在温度场和自重作用下的...     

回转式空气预热器柔性密封片模拟分析

针对目前市场上回转式空气预热器(简称空预器)普遍存在漏风率较大问题,提出了一种新型柔性密封片。新型柔性密封片采用镍基高温合金材料制成,其结构参数包括厚度、初始上翘角度、总长和半径。通过理论分析与仿真计算相结合的方法,分析了密封片总体尺寸对其抗风压性能的影响。从基本力学模型出发,运用有限元方法对不同结构参数的柔性密封片进行模拟分析,优化其结构参数,设计出满足其工作要求的密封片,对柔性密封片的设计具有一定指导意义。     

反旋流对密封静力与动力特性影响的理论与试验研究

设计加工无/有反旋流共4种密封结构,从理论与实验两个方面研究反旋流对密封静力与动力特性的影响规律。建立反旋流密封静力特性CFD模型,理论分析反旋流对密封间隙流体切向速度、周向压力分布以及泄漏特性的影响;设计搭建反旋流密封动力特性试验台,试验测试无/有反旋流密封的泄漏特性,应用不平衡同频激励法试验研究反旋流对密封动力特性的影响。研究结果表明:反旋流可减小密封间隙流体的切向速度,进而降低密封间隙流体的周向压力差,且密封间隙流体周向压差随切向速度的减小而降低,这是反旋流抑制密封气流激振力的主要原因;密封的泄漏量随进出口压比的增加而增大,两者近似呈线性关系;与无反旋流密封相比,反旋流密封增加了密封的泄漏量,且随着进出口压比的增加,两者泄漏量差异增大;密封的动力特性系数的随密封进出口压比与转速的增加而增大。在相同工况下,主刚度大于交叉刚度约一个数量级,主阻尼与交叉阻尼数量级相同,且主阻尼大于交叉阻尼;反旋流可有效降低密封的等效刚度,增加密封的等效阻尼,提高密封的稳定性。     

Measurements of Flow Rate and Force Coefficients in a Short-Length Annular Seal Supplied with a Liquid/Gas Mixture (Stationary Journal)

Deep sea compression systems must work under strenuous conditions with either gas in liquid or liquid in gas mixtures, mostly inhomogeneous. Off-design operation affects the mechanical system's overall efficiency and reliability, with penalties in leakage and rotordynamic performance of secondary flow components, namely, seals. This article introduces a test rig to characterize the leakage and dynamic force coefficients of a short-length annular seal (L/D = 0.36, clearance = 0.127 mm) operating under various flow regimes ranging from pure gas, to bubbly (liquid in gas), to foamy (gas in liquid), to pure liquid. The test rig includes of rotating journal and a softy supported cartridge that make a clearance annular seal that is supplied with a liquid/gas mixture. Flowmeters record the fluid's passage, and with manual control of the streams, the mixture has a known liquid (or gas) volume fraction at the seal inlet plane. Two orthogonally mounted electromagnetic shakers excite the cartridge with periodic (single-frequency) forces spanning a wide frequency range. Eddy current sensors and accelerometers record the seal cartridge motions and a frequency domain parameter identification method delivers the seal dynamic force coefficients.

For tests with a pressure supply/pressure discharge ratio = 3.0 and 3.5 and a nonrotating journal, the article reports the flow rate for an ISO VG10 oil in air mixture with liquid volume fraction (LVF) at the inlet plane increasing from pure gas to pure liquid. Wet seal stiffness and mass and damping force coefficients follow for a seal operating with a pressure supply/pressure discharge ratio = 2.0 and operating with air (only) and also with an oil-in-air mixture with inlet LVF = 2% and 4%. The experimental results, the first reported, reveal that a small amount of liquid increases the damping coefficients of the wet seal 10-fold (or more). Predictions from a computational bulk flow model also demonstrate that the seal damping coefficient varies greatly with small contents of liquid in the oil/gas mixture, although agreement with the experimental force coefficients is not compelling due to the likely inhomogeneity of the mixture flowing though the seal.     

小迷宫密封间隙对离心制冷压缩机性能的影响

为探讨小迷宫密封间隙设计条件下离心制冷压缩机性能变化规律,以离心制冷压缩机为研究对象,通过CFD方法对压缩机叶轮和迷宫密封内的流动进行模拟.研究结果表明:迷宫密封内的流体压力近似呈阶梯状降低;在叶轮入口流量相同时,随密封间隙增大,泄漏量和泄漏损失系数在小流量工况下增大的幅度较大;在同一密封间隙下,随着压缩机叶轮入口流量...     

衍生螺旋槽对超临界二氧化碳干气密封微气膜稳态特性影响*

以衍生螺旋槽为研究对象,建立衍生螺旋槽端面微气膜三维流动模型,通过软件REFPROP获取CO2在不同压力温度下的物性参数,并导入Fluent计算得到了衍生螺旋槽和经典螺旋槽的膜压分布。对比分析衍生螺旋槽和经典螺旋槽S-CO2干气密封开启力、泄漏率和气膜刚度,讨论不同入口压力和转速下湍流效应、实际气体效应以及离心惯性力对密封稳态性能的影响,揭示多种效应交互耦合对S-CO2干气密封气膜动态特性的密封机制。结果表明：衍生螺旋槽的气膜开启力、泄漏率和气膜刚度等性能参数优于经典螺旋槽,这是衍生螺旋槽两级台阶作用的结果;随着转速的增加,在湍流效应和离心惯性力的交互耦合作用下,开启力、泄漏率及气膜刚度先增大后减小,随入口压力的增大,气膜开启力、泄漏率和气膜刚度均呈近似线性增大,且压力越大衍生螺旋槽和经典螺旋槽的差异越来越明显。     

燃煤电站锅炉一次风机电流大原因分析

通过对风烟系统、一次风机、变频器以及空预器等设备系统进行各种对比试验分析,结合机组检修,证明了空预器密封装置严重磨损导致漏风率突增是一次风机单耗不正常升高的原因,并提出了合理建议.     

可倾气封与固定气封性能试验比较分析

提出一种新型可倾气封。与传统固定式气封相比,可倾气封块在气流力作用下可以绕支点作自适应摆动,当气封块达到平衡位置时,切向激振力减小,从而提高稳定性。试验采用不平衡同频激励法测定可倾气封的动力特性,研究和比较了可倾气封和传统固定式气封的动静态性能。试验结果表明,两种气封泄漏量相当,可倾气封内产生的切向气流力比固定气封小。低压比下两种气封动力特性系数相近,随着压比的增大,动力特性系数差异逐渐增大。以气流力对气缸的做功量大小为综合评判依据,发现可倾气封做功量明显小于固定气封,压比越大,做功量差异也越大,可倾气封的稳定性较高。对于大型旋转机械而言,气封进出口压比很大,两种气封动力特性的差异将会更大。     

高温气冷堆主氦风机主轴的迷宫密封泄漏特性

高温气冷堆作为先进的第四代核电堆型技术,主氦风机是其中非常关键设备。以高温气冷堆主氦风机主轴的迷宫密封为研究对象,通过CFD数值技术分析迷宫密封在不同出入口压差、轴转速、空腔宽度和齿宽下的泄漏特性,同时建立密封试验平台,通过试验研究轴的转速、出入口压差对泄漏特性的影响。结果表明,随着出入口压差的增大,泄漏量增加明显,近似成正比关系;随着转速的增加,泄漏量有所降低,但变化幅度很小,在转速达到5 000r/min时,泄漏量最小;随着空腔宽度的增加,泄漏量减小;随着齿宽的增大,泄漏量减小。