炉膛辐射传热数学模型及其仿真

为了准确计算炉膛内的辐射传热量，以辐射传热计算的假想面模型为基础，把锅炉炉膛沿高度方向分区，以炉膛内的燃烧与辐射传热过程为研究对象，建立了比较精确的炉内传热一维集总参数模型，推导出计算真实壁面和假想壁面有效辐射力的矩阵表达式，然后通过求解介质的能量方程，获得了炉内的一维温度分布以及各区段水冷壁的吸热量和热流密度。模型可以实现传热与燃烧子模型间的耦合求解，只需根据锅炉运行的外部参数便可实现炉内传热的自动计算。计算结果与其它文献三维模型的预测值非常一致，但由于模型采用了一维简化处理，收敛较快，可以满足电站实时仿真计算的需要。     

超临界机组直流锅炉过热器吸热量动态仿真

为研究超临界机组直流锅炉过热器调峰过程热力特性及安全性,基于MATLAB/Simulink仿真平台对超临界600 MW机组直流锅炉建立模型并进行数值仿真,分析了锅炉在35%~100%最大连续蒸发量时,过热器吸热量动态特性。研究结果表明:随着锅炉蒸发量增大,炉膛出口和后屏过热器出口烟气温度及对流过热器出口蒸汽温度逐渐升高,而对流过热器出口烟气温度趋于稳定;对流过热器对流吸热量增速最快,变化幅度最大,而对流过热器辐射吸热量相对较小;过热器附加受热面对流吸热量大于辐射吸热量,两侧水冷壁受热面吸热量大于炉顶受热面吸热量;对流过热器区域附加受热面两侧水冷壁对流吸热量最大,炉顶受热面吸收的炉膛辐射热量最小,与后屏过热器区域附加受热面相比,对流吸热量远大于辐射吸热量。     

液态排渣炉下炉膛一维热流密度分布特性计算

以某1025t/h液态排渣锅炉为研究对象,对其下炉膛一维热流密度分布情况进行了计算,所得计算结果与下炉膛各段水冷壁吸热量吻合较好。计算表明,烟气温度、热流密度以及水冷壁的吸热热流密度的变化规律基本一致,随着煤粉颗粒的燃烧、热量的释放,烟气温度、热流密度以及水冷壁的吸热热流密度逐渐增加,但到达峰值后又呈下降趋势。     

基于炉内三维燃烧检测的蒸发系统分布参数建模

利用炉内三维燃烧工况实时可视化检测系统获得的炉内烟气三维温度分布及炉膛辐射能信号,计算炉内水冷壁二维表面非均匀辐射热流分布。以此作为边界条件,建立锅炉蒸发系统分布参数动态模型,反映壁面热流密度、壁面温度、质量含汽率、质量流速等热力参数在蒸发受热面上的动态分布,以及汽包压力、水位、出口蒸汽流量的动态变化。对模型中与对象有关的两个主要参数——汽包出口流量方程系数和炉内烟气等效射线长度,进行了辨识计算,以适应大范围负荷变化的需要。     

FW型W火焰锅炉低氮燃烧系统改造数值模拟

针对F W型 W火焰锅炉燃尽性差、飞灰含碳量高、N Ox 排放浓度高等问题,提出了高效低氮燃烧系统改造方案,并以某FW型 W火焰锅炉为模型进行了数值模拟计算,对比分析了低氮燃烧系统改造前后炉膛空气动力场、温度场、煤粉颗粒轨迹及 N Ox 分布特点.结果表明,改造后NOx 排放浓度由1158．9 mg/m3降至793．4 mg/m3,炉膛出口烟气温度由1126℃降至1075℃,炉膛温度分布均匀,减温水流量和蒸汽温度偏差减小,提高了锅炉燃烧的稳定性和安全性.     

轴向非均匀热流条件下超临界二氧化碳垂直管内换热特性

针对超临界二氧化碳(S-CO₂)燃煤锅炉冷却壁热边界条件的实际分布，采用SST k-ω低雷诺数湍流模型，数值模拟研究了半周加热轴向非均匀热流作用下S-CO₂在垂直圆管内的传热特性，分析了不同热流分布、质量流速对换热性能以及圆管内壁温度分布的影响。研究结果表明：轴向非均匀热流分布对S-CO₂传热具有显著影响，在平均热流相同的条件下，相较于均匀热流分布，轴向非均匀热流分布下总传热系数最大提高了约8%；轴向非均匀热流分布对传热恶化有抑制作用，有效降低了壁温峰值点；非均匀热流条件下，S-CO₂传热主要受类气膜厚度、类气膜导热系数及近壁区定压比热容的影响较大。研究结果可为燃煤S-CO₂锅炉设计提供理论指导。     

引入烟气再循环的超临界二氧化碳燃煤锅炉冷却壁布置及壁温特性分析

超临界二氧化碳（S-CO₂）布雷顿（Brayton）动力循环由于高效、紧凑等特性被广泛关注。然而，对于大型（1 000 MW等级）S-CO₂燃煤电厂，较高的冷却壁入口温度以及较大的炉膛燃烧热流密度会导致冷却壁过热超温。对此，本文建立了锅侧燃烧/炉侧S-CO₂传热耦合模型用于冷却壁的热安全分析。通过冷却壁一维周向平均温度计算，提出了引入烟气再循环降低冷却壁温度的方法，并进一步提出了冷却壁分区顺逆流的优化布置。此外，考察了冷却壁三维温度分布，并进一步引入了螺旋冷却壁降低炉膛周向热点温度。结果表明，本文提出的优化方法可以有效降低冷却壁温度并消除局部热点，对大容量S-CO₂燃煤锅炉的工程设计具有指导意义。     

锅炉后屏过热器分布式动态数学模型及壁温计算

以1台300MW锅炉的后屏过热器为研究对象，采用机理建模的方法，建立后屏过热器的分布式动态数学模型，模拟了当蒸汽流量及烟气侧换热量扰动时后屏过热器的蒸汽温度沿管长方向的分布及其管壁温度的动态变化，并对仿真结果进行了分析。     

富氧燃烧锅炉辐射传热特性数值模拟研究

为研究富氧燃烧与空气燃烧锅炉之间的辐射传热特性差异,并为设计或改造新型富氧燃烧系统提供所需的理论指导,对2种燃烧方式下的炉膛流场与传热分布特性进行了数值模拟研究。首先对富氧燃烧数值模拟采用改进灰色气体加权和（WSGG）模型计算气体吸收系数的必要性进行了探讨,并将Johansson WSGG模型结合进入燃煤锅炉的CFD模型框架内,使CFD数值模型适用于富氧燃烧的辐射传热计算。在此基础上对某330 MW机组锅炉分别采用干、湿烟气再循环富氧燃烧方式及空气燃烧方式的炉膛流场与传热分布特性等进行了对比分析。结果表明:在锅炉煤量、入口气体质量流量和氧量皆相同情况下,不同燃烧方式间燃烧烟气成分及物性的差异使富氧燃烧与空气燃烧锅炉在流场、温度与炉膛传热分布等方面皆呈现出较明显的差异;富氧燃烧烟气中所富含的CO2和H2O的比热容高于N2,使采用湿烟气循环方式富氧燃烧锅炉炉膛的整体温度和吸热量明显低于空气燃烧;同时,由于CO2的密度高于N2,富氧燃烧锅炉的整体流速低于空气燃烧锅炉,并影响了炉内的温度与传热分布。在设计富氧燃烧系统或改造现有空气燃烧系统时应考虑富氧燃烧与空气燃烧锅炉在炉膛流场与传热方面的差异,合理安排锅炉的传热分布,避免或减少锅炉受热面的改动。     

煤燃烧产物的辐射特性对炉内辐射传热过程的影响

该文利用离散坐标法分析了煤燃烧产物的辐射特性对炉内辐射传热过程的影响。分析结果表明，在减弱系数相同的条件下，反照率对壁面热流及烟气温度的分布有很大的影响；而散射相函数对壁面热流及烟气温度的分布基本上没有影响。在炉内传热计算中必须考虑烟气的散射，且散射可作各向同性处理。图８参３     

高度方向烟温偏差对后屏过热器壁温影响的数值研究

应用可以反映沿高度方向受烟温偏差影响的过热器热流分布模型,在不同烟温偏差水平下计算过热器热流密度分布,从而计算出相应的过热器管壁温分布。结果表明:沿高度方向烟温偏差水平较小时,过热器管存在水平段和出口段两个高壁温区域;烟温偏差水平增大时,出口段壁温下降,水平段壁温显著升高。     

垃圾焚烧炉炉内环境与入炉垃圾间的传热分析

用两种方法计算了垃圾焚烧炉中烟气的黑度εｇ和吸收率αｇ,由于烟气中水蒸汽成分较高,所得εｇ、αｇ大于相同温度、相同空间形状下燃煤烟气的εｇ、αｇ,且由单色气体黑度公式推得的经验公式εｇ＝１－ｅ－ｋｐＬ与查图计算有较大偏差。计算了层燃炉中烟气辐射、炉拱辐射、烟气对流３种传热方式对入炉垃圾加热的热流密度,三者处于同一数量级,故炉型设计要综合考虑３种传热的影响。比较了流化床和室燃炉中仅靠烟气对流加热与仅靠烟气辐射加热的着火时间大小,讨论了垃圾颗粒尺寸对加热的影响     

周向非均匀热流边界条件下太阳能高温吸热管内湍流传热特性研究

周向非均匀高密度热流引发的过热问题一直影响着太阳能热发电站中高温吸热器的运行安全。该文建立了太阳能高温吸热管对流换热电加热实验台和数值计算模型,通过实验研究和模拟计算,研究了周向非均匀热流边界条件下吸热管壁温度分布规律。研究结果显示:周向非均匀热流边界条件下吸热管壁温度分布与截面圆心角余弦呈函数关系,实验测量结果与数值计算结果吻合较好;经典Dittus-Boelter公式仍可用于计算周向非均匀热流边界条件下吸热管内的换热计算,但不适用于管壁温度分布计算。文中给出了周向非均匀热流边界条件下吸热器管壁温度计算关联式。     

分隔屏布置对四角布置切圆燃烧锅炉水平烟道空气动力场的影响

为改善四角布置切圆燃烧锅炉水平烟道烟气偏差,以某600MW级锅炉为研究对象,就分隔屏布置对其炉膛上部及水平烟道空气动力场的影响进行了冷态模化试验及计算流体力学数值模拟研究。通过分析气流流动特性和水平烟道速度偏差的形成机制,得到分隔屏布置对炉膛上部气流分布及水平烟道速度偏差的影响规律。结果表明:布置分隔屏使得水平烟道内气流相对于无分隔屏时更加贴近壁面,局部区域速度偏差有较大的增加;分隔屏可在一定程度上减小炉膛出口两侧速度偏差,但效果不明显。     

基于图像处理及辐射传热逆问题求解的二维炉膛温度场重建

基于辐射图像处理和辐射传热逆问题求解,建立一种二维炉膛温度场重建方法。该方法中,图像采集装置（如ＣＣＤ摄像机）成像单元接收的辐射能由炉膛中各气体和壁面单元发射的辐射能决定。采用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法计算出ＣＣＤ摄像机各成像单元所接收的各气体和壁面单元的辐射能的份额,即炉膛温度可从ＣＣＤ摄像机成像单元接收辐射能中重建温度分布。研究对象为一个由灰色炉膛壁面和灰色气体所组成的二维辐射－吸收系统。在Ｃ     

465t/h流化床锅炉屏式过热器爆管原因分析

通过对465t／h循环流化床锅炉过热器系统的流量分配、热偏差和吸热量的详细计算分析，发现蒸汽侧同屏管间流量偏差和烟气侧吸热偏差是导致该型锅炉屏式过热器超温的主要原因，屏式过热器整体吸热量偏大和减温水使用不当进一步加剧了超温现象。根据超温原因，在运行和结构改造方面提出了防止屏式过热器超温的技术措施。     

大型煤粉锅炉炉膛传热分体式计算方法及其可视化编程

对大型煤粉锅炉炉膛分体式计算方法进行研究,把炉膛以大屏过热器低端为界分成上、下两个部分进行传热计算,并用ＶＢ为程序编制了友好的用户界面．     

电站锅炉炉膛污染和吹扫对对流受热面运行的影响分析

电站锅炉炉膛受热面不同程度的污染将改变炉膛出口以及对流烟道内各点的烟气温度，影响炉膛及其后对流受热面的换热状况。针对某台1025t／h锅炉计算了炉膛灰污系数改变后各受热面吸热量的变化规律，建立了理论分析模型。结合实际锅炉的吹灰运行数据，分析了炉膛污染状况的变化，对制定锅炉炉膛的优化吹灰策略具有一定的参考价值。