回轉(zhuǎn)式空預器內(nèi)部溫度場的數(shù)值計算

第37卷 第9期2009年9

月Vo.l37 No.9Sept. 2009

回轉(zhuǎn)式空預器內(nèi)部溫度場的數(shù)值計算

梁海文,邱鳳翔,姚學忠,司風琪,徐治皋

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

摘 要:采用了基于空預器換熱模型的數(shù)值計算方法來求解空預器內(nèi)部溫度場。針對雙分倉回轉(zhuǎn)式空預器的傳熱機理與特點,建立了三維對流換熱模型并利用有限容積法進行求解。除此之外,建立了回轉(zhuǎn)式空預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流換熱模型的入口速度與溫度條件。對典型300MW雙分倉回轉(zhuǎn)式空預器的計算實例表明,數(shù)值方法的計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合,是實現(xiàn)空預器冷端金屬溫度監(jiān)測的有效可行的方法,能夠為回轉(zhuǎn)式空預器的經(jīng)濟運行提供有力指導。關(guān)鍵詞:回轉(zhuǎn)式空預器;溫度場;數(shù)值方法

作者簡介:梁海文(1985-),男,碩士研究生,主要研究方向為火電機組運行優(yōu)化與計算機控制仿真。中圖分類號:TM621.2;TK223.3+4;TK12 文獻標志碼:A 文章編號: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)式空氣預熱器是高參數(shù)機組鍋爐尾部的重要受熱面,其連續(xù)可靠運行與機組的安全性與

經(jīng)濟性密切相關(guān)。在實際運行中,回轉(zhuǎn)式空預器存在低溫腐蝕、漏風較高和堵灰等問題,這些問題與空預器內(nèi)部溫度場密切相關(guān)。由于實際運行中不便于在空預器內(nèi)部布置測點,為此,有必要對空預器內(nèi)部金屬板和流體的溫度場進行理論研究。

對于空預器內(nèi)部溫度場的求解,國內(nèi)進行了大量的研究工作,但目前尚沒有可行的模型與方法實現(xiàn)空預器內(nèi)部溫度場的完全三維仿真。文獻[1]提出了求解回轉(zhuǎn)式空預器內(nèi)部溫度場的解析)數(shù)值法,求解過程較為復雜,計算量較大;文獻[2]采用三分倉回轉(zhuǎn)式空預器建立模型,得到了簡化的計算模型;文獻[3]則對空預器金屬板

的溫度進行了試驗研究,給出了實驗結(jié)果;文獻[4]導出了計算空預器內(nèi)部溫度的數(shù)學模型,給出了進行數(shù)值求解的遞推公式;文獻[5]利用解析方法對空預器進行了換熱計算;文獻[6]對空預器做了建模仿真,能夠?qū)崿F(xiàn)空預器整體指標的計算。

本文采用數(shù)值方法求解了雙分倉空預器穩(wěn)態(tài)工況下未投用暖風機時內(nèi)部溫度場的完全三維分布,建立了空預器內(nèi)部的典型換熱單元以及空預器入口前的煙氣與空氣通道的數(shù)學模型,以后者的出口速度與溫度作為前者的入口條件,經(jīng)過求解,可以得到穩(wěn)態(tài)工況下空預器內(nèi)部任意一點處的流體與金屬板溫度,實現(xiàn)了內(nèi)部溫度場的完全三維監(jiān)測。

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