回轉(zhuǎn)式空預(yù)器內(nèi)部溫度場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算

第37卷 第9期2009年9

月Vo.l37 No.9Sept. 2009

回轉(zhuǎn)式空預(yù)器內(nèi)部溫度場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算

梁海文,邱鳳翔,姚學(xué)忠,司風(fēng)琪,徐治皋

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(1.東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院,南京 210096;2.大唐淮南田家庵發(fā)電廠,安徽淮南 232007)

摘 要:采用了基于空預(yù)器換熱模型的數(shù)值計(jì)算方法來(lái)求解空預(yù)器內(nèi)部溫度場(chǎng)。針對(duì)雙分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的傳熱機(jī)理與特點(diǎn),建立了三維對(duì)流換熱模型并利用有限容積法進(jìn)行求解。除此之外,建立了回轉(zhuǎn)式空預(yù)器入口前的煙氣與空氣通道模型,得到了在不同半徑處的對(duì)流換熱模型的入口速度與溫度條件。對(duì)典型300MW雙分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的計(jì)算實(shí)例表明,數(shù)值方法的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合,是實(shí)現(xiàn)空預(yù)器冷端金屬溫度監(jiān)測(cè)的有效可行的方法,能夠?yàn)榛剞D(zhuǎn)式空預(yù)器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供有力指導(dǎo)。關(guān)鍵詞:回轉(zhuǎn)式空預(yù)器;溫度場(chǎng);數(shù)值方法

作者簡(jiǎn)介:梁海文(1985-),男,碩士研究生,主要研究方向?yàn)榛痣姍C(jī)組運(yùn)行優(yōu)化與計(jì)算機(jī)控制仿真。中圖分類號(hào):TM621.2;TK223.3+4;TK12 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1001-9529(2009)09-1614-05

Numericalcalculationofinnertemperaturefieldsofrotaryairpreheaters

LIANGHai-wen1,QIUFeng-xiang1,YAOXue-zhong2,SIFeng-qi1,XUZhi-gao1(1.SchoolofEnergyandEnvironment,SoutheastUniv.,Nanjing210096,China;

2.DatangHuainanTianjiacanPowerPlant,Huainan232007,China)

Abstract:Thenumericalmethodbasedontheheattransfermodelofrotaryairpre-heaterswasadoptedtocalculatetheinnertemperaturefieldoftherotaryairpreheater,anda3-Dconvectiveheattransfermodelwasestablishedtocalcu-latethemetalandfluidtemperaturefieldsinsidethedua-lsectionalrotaryairpreheateronsteadyconditionbyusingthefinitevolumeapproach.Besides,bymodelingandcalculationofthefluegasductandairduct,theinlettempera-tureandvelocityconditionswereobtained,makingitpossibletocalculatethetemperaturefieldofdifferentradiallo-cations.Thecalculationexampleofatypical300MWdua-lsectionalrotaryairpreheatershowedthatthenumericalcalculationresultsareconsistentwithexperimentalresults,indicatingthatthenumericalmethodisfeasibleandrelia-bletorealizesupervisionofcoldendmetaltemperatureandcanprovideusefulguidanceforeconomicoperationofro-taryairpreheaters.

Keywords:rotaryairpreheater;temperaturefield;numericalcalculation

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是高參數(shù)機(jī)組鍋爐尾部的重要受熱面,其連續(xù)可靠運(yùn)行與機(jī)組的安全性與

經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。在實(shí)際運(yùn)行中,回轉(zhuǎn)式空預(yù)器存在低溫腐蝕、漏風(fēng)較高和堵灰等問(wèn)題,這些問(wèn)題與空預(yù)器內(nèi)部溫度場(chǎng)密切相關(guān)。由于實(shí)際運(yùn)行中不便于在空預(yù)器內(nèi)部布置測(cè)點(diǎn),為此,有必要對(duì)空預(yù)器內(nèi)部金屬板和流體的溫度場(chǎng)進(jìn)行理論研究。

對(duì)于空預(yù)器內(nèi)部溫度場(chǎng)的求解,國(guó)內(nèi)進(jìn)行了大量的研究工作,但目前尚沒(méi)有可行的模型與方法實(shí)現(xiàn)空預(yù)器內(nèi)部溫度場(chǎng)的完全三維仿真。文獻(xiàn)[1]提出了求解回轉(zhuǎn)式空預(yù)器內(nèi)部溫度場(chǎng)的解析)數(shù)值法,求解過(guò)程較為復(fù)雜,計(jì)算量較大;文獻(xiàn)[2]采用三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器建立模型,得到了簡(jiǎn)化的計(jì)算模型;文獻(xiàn)[3]則對(duì)空預(yù)器金屬板

的溫度進(jìn)行了試驗(yàn)研究,給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果;文獻(xiàn)[4]導(dǎo)出了計(jì)算空預(yù)器內(nèi)部溫度的數(shù)學(xué)模型,給出了進(jìn)行數(shù)值求解的遞推公式;文獻(xiàn)[5]利用解析方法對(duì)空預(yù)器進(jìn)行了換熱計(jì)算;文獻(xiàn)[6]對(duì)空預(yù)器做了建模仿真,能夠?qū)崿F(xiàn)空預(yù)器整體指標(biāo)的計(jì)算。

本文采用數(shù)值方法求解了雙分倉(cāng)空預(yù)器穩(wěn)態(tài)工況下未投用暖風(fēng)機(jī)時(shí)內(nèi)部溫度場(chǎng)的完全三維分布,建立了空預(yù)器內(nèi)部的典型換熱單元以及空預(yù)器入口前的煙氣與空氣通道的數(shù)學(xué)模型,以后者的出口速度與溫度作為前者的入口條件,經(jīng)過(guò)求解,可以得到穩(wěn)態(tài)工況下空預(yù)器內(nèi)部任意一點(diǎn)處的流體與金屬板溫度,實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部溫度場(chǎng)的完全三維監(jiān)測(cè)。

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