喷流式热风炉的开发研究

喷流换热是一种高效换热手段，在热风炉高温段空气侧使用，可以降低热风炉的壁温，保证热风炉的安全运行，并可廉价的炭钢材料替代昂贵的合金材料，降低热风炉的造价。本文开发的喷流式热风炉为内外镶套式结构，在辐射段空气侧采用喷流冲击换热，烟气出口处有烟气回流室，这种热风炉具有热效率高、内筒壁温低、结构紧凑的优点。     

热能设备的热工测试《连载》

c)在受热的烟道内的受热件壁温测量 与前述a)、b)中所述测量不受热管中介质温度的情况不同,测量炉内受热件的壁温时,有热流通过测点,因此要尽可能地避免由于加装了测点而引起的通过测点热流的改变,同时还要避免前述的导热误差和对流误差。测量炉内受热件壁温的另一个困难是当烟气温度高时要很好地保护好在炉内的热电偶引线,避免被烧坏(受高温烟气的腐蚀和侵蚀)。下面用测量锅炉烟道内受热管子的壁温为例来作一些说明:     

600MW锅炉机组膜式水冷壁壁温的试验研究及理论分析

在６００ＭＷ锅炉机组水冷壁热力试验的基础上,为找到使壁温发生波动的根本原因,利用有限元分析的方法对低倍率锅炉膜式水冷壁管壁温度分布随传热工况的动态变化进行了分析。分析表明：导致水冷壁管壁温度波动最根本的原因是管内传热恶化;单面受热水冷壁在管内发生传热恶化时其向火这内外壁温差随时间的波动较小,而水冷壁周向温差则随向炎侧外壁的壁温波动而剧烈波动。     

基于热工水力耦合求解的电站锅炉炉管壁温研究

提出了一种对锅炉高温区烟气空间进行网格化划分的方法,建立了相应的过热器炉管壁温的三维分片分段计算模型,通过炉膛燃烧和传热机理在线计算得到高温区烟气温度,并通过迭代方法在线耦合求解各管段的传热量以及各管路中工质的质量流量,最终计算得到过热器各管路和各管段的壁温.结果表明:根据所提出模型和算法而研发的"电站锅炉炉管运行安全远程监测管理"子系统较为精确地实现了炉管壁温的在线分析计算和超温预警,对火电机组的安全稳定运行具有积极意义.     

高压给水加热器(火用)传递系数特性分析

在考虑管壁壁厚热阻和管壁污垢影响的情况下,导出了高压给水加热器水侧和汽侧的温度分布和给水管壁温度分布计算式.在考虑温筹和压降的情况下,导出了高压给水加热器水侧和汽侧的局部(火用)传递系数.计算式中体现出了两者内在的耦合关系,通过分析(火用)传递系数得出高压给水加热器的各段的传(火用)量以及(火用)损分布,为确定合理的运行参数以及优化结构参数提供参考.     

超临界CO2锅炉气冷壁壁温及炉内烟温分布

为了从超临界CO₂锅炉实验数据中挖掘出更多的参数信息,应用固体导热计算、工质管路分配计算、炉膛辐射传热仿真等研究方法对气冷壁及其内、外部热边界进行求解,基于DO模型、支持向量机提出了一种气冷壁壁温和炉内烟温预测模型,并根据实验数据进行了计算。该算法的数据源为运行监测数据,可以实现炉内烟气温度分布、壁温及热负荷等物理量的在线求解。研究结果表明：气冷壁导热计算获得的管壁特定点温度与工质温度温差拟合公式准确性高,相关性在0.99以上;气冷壁壁温与外部热边界求解计算中获得热负荷波动情况一致;烟温预测模型的有效性在传热数据库测试中得到验证,其最大相对误差不超过8.5%。     

过热蒸汽中强化传热的某些结构的可能性

前言随着蒸汽参数的提高,强化对流受热面的传热就显得比较突出。在这些受热面中,如过热器、省煤器等,其中管壁对介质的放热系数已很高,而烟气对管壁的放热系数则是很低的。为此,捷克正在研究鳍片管对流受热面的特性。图1为捷克生产的鳍片管,图2为西德生产的切向鳍片管。对这两种鳍片管进行了下列试验:     

电站锅炉高温对流受热面管壁温度的校核算法

提出了一种计算高温对流受热面管壁最高温度的校核算法，该方法基于局部能量和质量平衡的热力约束条件，与以往算法的主要区别是具有可校验性，因此计算结果更接近实际情况。文中叙述了该算法的原理，并以一实例说明其计算步骤，对计算的结果进行了讨论。该算法对改进高温对流受热面的壁温设计方法以及运行中壁温监测具有重要的实际价值。图3表3参5     

景德镇发电厂660MW超超临界锅炉受热面壁温偏差控制策略

根据带节流孔圈垂直管屏超超临界直流锅炉的特点,结合景德镇发电厂实际运行状况,全面分析了锅炉水冷壁、过再热器管壁壁温偏差产生的原因。重点分析了磨组运行方式、配风方式等因素对受热面壁温的影响,通过烟气侧温度场调整,降低炉内及炉膛出口烟温偏差,达到各受热面吸热均匀,有效降低了受热面壁温偏差,为机组长期稳定运行创造了有利条件。     

基于燃烧与水动力耦合模型的锅炉蒸汽管超温特性研究

提出一种基于燃烧与水动力耦合模型的锅炉蒸汽管壁温度数值模拟方法,对某660 MW超临界切圆燃烧锅炉壁温进行了计算分析。以均匀外壁温为边界条件,利用Fluent软件模拟了煤粉气固流动、燃烧和辐射等过程,获得了炉内不同位置受热管的传热热流。再以热流分布为边界,采用MATLAB软件建立了工质流动及气-壁-汽换热方程组,Fluent软件重新计算的壁温边界。通过编写模型间的网格映射函数,实现壁温的耦合计算。研究表明:壁温计算值与实测值的最大相对误差在2%以内;炉膛出口残余旋转使水平烟道左侧和右上方热流较大,高温再热器和末级过热器的外壁温沿炉宽方向呈双峰分布;高温再热器整级受热管出口壁温的峰谷差值远高于末级过热器,实际运行中应特别注意高温再热器靠烟道左侧管屏外圈管子向火侧弯头处的超温。     

辐射管对加热炉内部燃烧影响的数值模拟与试验研究

以大庆油田火筒式加热炉为研究对象,利用试验测试和数值模拟方法,分析加热炉内增加辐射管对火筒壁面温度场的影响。试验中采用的是大气式燃烧器,燃烧功率为400 k W。研究结果表明:数值模拟结果与试验测试基本一致;安装辐射管后,火筒壁面整体温度有所降低,但分布更加均匀;火筒上部、中部和下部非均匀温度系数ε分别降低36%、26%和32%;热烟气向上流动导致火筒壁面下部的非均匀温度系数比中、上部大。     

椭圆扭曲管内数值模拟及其在热风炉空气预热器的节能应用

热风炉空气预热器是纳米碳酸钙生产过程中重要的节能设备,可以降低排烟温度,提高能源利用率。目前广泛采用的光滑圆管空气预热器体积庞大,换热效率低,造成排烟温度高,不仅污染环境,而且浪费大量的热量。为了解决这一问题,将椭圆扭曲管应用于热风炉空气预热器。结果显示,以椭圆扭曲管为换热元件的椭圆扭曲管空气预热器体积小、耗用钢材少、换热效率高,提高了烟气余热利用效率,降低燃料消耗量。以空气为工质,分别对椭圆扭曲管和圆管进行数值模拟,对比分析其传热性能。结果表明,相对于圆管,空气在椭圆扭曲管内湍动性更强,换热效果更好。通过对实际的工程案例进行分析,将椭圆扭曲管应用于热风炉空气预热器可减少换热面积27.9%,缩小体积37%,具有良好的节能节材效果。     

镀锌板生产线退火炉辐射管燃烧实验研究

建造一座模拟退火炉作为煤气燃烧试验装置，通过模拟不同热值的发生炉煤气在炉内辐射管中燃烧，探索辐射管换热性能和烟气热损失大小的变化规律，为将燃烧半水煤气更换成燃烧发生炉煤气提供技术依据。模拟在线辐射管的运行状态，找出改变助燃空气量和排烟负压对辐射管壁温和炉温的影响，寻求一种最佳的运行方案，从而使生产线达到节能降耗目的。     

济钢顶燃式热风炉烟气分布研究

运用CFD软件对卡鲁金热风炉和ZSD热风炉的气体燃烧和流动进行了数值模拟,得到燃烧室出口烟气速度的分布,并对卡鲁金热风炉燃烧室出口烟气的压力和温度分布进行了测试,分析了两种炉型燃烧室的结构特点。结果表明,卡鲁金热风炉燃烧室出口烟气分布的均匀程度大大高于传统的ZSD热风炉,其结构特点对ZSD热风炉的改造有很大的参考价值。     

几种带冷却结构的双层管换热及流动对比

对相同质量流量下的光管、双层光管、带冷却结构（肋、扰流柱、凹坑、螺旋通道）的双层管等不同结构的管流动进行了流固耦合三维数值模拟,获取了固体壁温的分布特征;对各结构下,外层壁冷热侧温差、冷气温升、流动特性及综合换热效率进行了研究分析。研究结果表明：相同质量流量下,带螺旋通道双层管的外层壁冷热侧温差最小、综合换热效率最高;凹坑结构双层管与双层光管的流动及换热特性相似,流阻较小但换热效果也较差;扰流柱和肋结构双层管的流动换热特性相近,其温度分布均匀性、换热量介于双层光管和螺旋通道双层管之间,其流阻大且综合换热效率低。     

高风温技术在迁钢高炉上的应用

通过历年我国钢铁企业、宝钢和首钢风温变化,反映了我国近年的风温现状和技术进步,特别指出了首钢风温的巨大进步。从热风炉高风温、热风管道输送高风温和高炉接受高风温三方面介绍了高风温技术研究进展。通过高风温技术在迁钢2号高炉的应用,首钢在2008年高风温试验基础上,2009年取得重大突破,实现日均风温最高1283℃,连续4月月均1270℃以上风温,年均风温为1258.7℃。通过分析2008和2009试验风温均匀性,表明风温均匀指数有所提高。并分析了热风炉炉顶温度、混风、空煤气预热温度、操作制度等风温影响因素,从高炉原燃料、技术指标和操作方面,阐述了高风温在高炉使用情况,反映了高风温受热风炉系统、热风管道和高炉等因素制约。提出了本次高风温试验存在的风温潜力、高风温节能作用和风温稳定性等问题,为进一步高风温研究提供指导。     

马琴型外燃式热风炉高温长寿探讨

高炉现代化推动和促进了热风炉加热技术的发展与进步。高温热风炉的应用使热风温度提高，炉衬寿命延长。鞍钢6#高炉马琴型外燃式热风炉安全高效运行26年，实现了高温长寿的目标，其炉衬结构、砌筑施工实践值得借鉴。     

鞍钢热风炉高风温技术的应用与实践

近几年鞍钢通过技术改造,使热风炉的技术装备水平逐年提高,应用了顶燃式预热炉、分离式热管换热器、无波动换炉等多项先进技术,从而全部实现了空、煤气双预热,使热风炉风温不断提高,提出进一步开发新技术计划,全年平均实现1 200℃高风温的水平。     

4800 m^3高炉热风炉设计及运行研究

在某炼铁厂4 800 m^3高炉顶燃式热风炉的设计中,采用长寿型双预热、清洁生产等具有国内领先水平的生产技术,并结合实践对高炉热风炉热工参数、设备、耐火材料的结构等进行了分析研究,实现了高炉风温的稳定输送,满足了高炉生产的要求,取得了良好的效果.     

富氧燃烧对热风炉操作的影响及评价

分析了高炉煤气富氧燃烧的基本特性,讨论了采用高炉煤气为燃料的热风炉,其富氧混合操作、空燃比设定、废气和拱顶温度的变化及运行效果,对采用富氧燃烧技术热风炉的操作和使用有一定的指导意义.