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浙江大学
硕士学位论文
内螺纹管低温段空气预热器设计及优化
姓名:张斌
申请学位级别:硕士
专业:工程热物理
指导教师:吴存真;孙志坚
20030120
摘要关键词内螺纹管设计优化锅炉设备中的低温段管式空气预热器位于锅炉烟气温度比较低的区域,它的管子通常采用光管构成。由于烟气温度低而产生了两个问题:一个是传热温压小,管子所用金属的消耗量相对比较多;另一个是受热面的管内侧金属壁面容易出现出发,应当强化传热过程。后一个问题和受热面的安全运行和寿命有关,最好的改善方法是提高管壁的温度。通过分析,认为采取提高管内烟气侧换热系数的措施将有助于同时解决两个问题。空预器烟气侧的换热类型是管内单相强迫紊流换于空气预热器可以起到提高总传热系数、节约受热面金属消耗量的目的;同时提高了管壁温度,能够减轻低温腐蚀的程度和速度;不足之处是带来了更大的阻力文采用了面向对象和可视化的编程技术,编制了内螺纹管空气预热器的设计计算程序。在程序中处理了设计过程中与热力计算、结构计算和阻力计算相关的公式、图表和曲线,使之可以在计算机上使用。对大部分的热工、阻力方面的参数,如烟气和空气的焓值、热物性参数和阻力系数等的计算,采用了类描述即面向对象的方法,使得无论是调用还是修改这些参数的计算方法,都显得十分方便。可视应用编制的内螺纹管空气预热器计算程序,以某/济汗墓苁娇掌鉴意义:其间还分析了内螺纹管与光管在设计时的不同之处;最后,初步分析了低温腐蚀。前一个问题和受热面的造价紧密相关,从节能和余热回收利用的角度热,论文在查阅了相关文献的基础上,比较了几种不同的管内强化换热措施,在其中选择内螺纹管代替光管,来改造管式空气预热器。内螺纹管是一种异形管,和光管相比,管内侧的换热系数大大增强了,应用损失。所以,在用内螺纹管代替光管进行管式空预器的设计时,需要进行全面的核算。相关文献都认为选取小螺距、浅槽深的螺纹结构是合适的,在强化了管内烟气侧换热的同时,不至于过多的增加阻力。结合一些电厂中用内螺纹管改造空预器的实例,可以认为内螺纹管适合于代替光管改造和设计管式空预器。设计管式空气预热器时的计算任务比较繁重,为了减轻设计时的工作量,论化的编程使得人机之间的交互方便,可以根据需要改动设计时的结构限制条件,预热器为例,用内螺纹管进行设计。比较了几个重要的设计变量,如外管径、烟气流速等参数变化时,总传热系数和空预器本体管子总重量,阻力损失以及最低管壁温度等几个重要设计结果的变化趋势,对内螺纹管空气预热器的设计具有借内螺纹管的优化设计问题,提出了~些建议。也能很快的获得设计结果。
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叫。彦言锅炉设备中,烟气流经鹑绕骱驮偃绕骱螅匀挥邢嗟备叩奈露取NA嘶厥这部分烟气中的热量,降低排烟温度,提高锅炉的效率。在锅炉的尾部烟道布置有省煤嚣嗣空气预热器,用来避一步吸收烟气静余热,分别加热锅炉静给水帮燃浇需要靛囊气。大鍪倘噶矢优湛掌醚嗥髀督伤翰驾卤7叫趵刺峁率。省煤器謦Ⅱ空气预热器交锚布置时,沿烟气的行程、最后布置的空气预热器区域的烟气温度是最低的,这~级空气预热器通常称作低温段空气预热器。空气预热器常常采用管式结构。由于低温段空气预热器工作在烟气温度范围比较低的聪域,传热温压比较低,空气预热器受热蕊金属的消耗量比较大,必须设诗菇受热爱浆结稳,才憝绦辫余蒸鏊浚零璋咀汗鲭ぁA碇眨掌廊绕魇馨面中的鬻黧温度比较低,空气预热器的管子会出现低温受热面特有的腐蚀问题,简称为低温腐蚀。发生低温腐蚀的管子,会产生漏风和堵灰,降低锅炉的经济性,管式空气预热器的传热情况是属于气气之润的换热,嚣侧的换热系数在一个数量级。烟气在管蠹皲级淘净测,空气在彗癸横翅洚联管素。一般揆两洚弱熬换热系数眈缴离冲刷的换热系数簧大,所以整个传热过程的主要燕阻在潮气铡。另外由于烟气侧的换热系数小,空预器中管子内壁的温度就上不去,更释易发生低温腐蚀。澈当考虑采用强化抉热措施来强化管式镦气预热器的换热,尤其是管内烟气侧的换热。空预器的最低管壁温度屯。可如下式计算:,缵丈、蔟余参数蘩不交穗,≠§翩增大。对镑内强诧换热润蘧,远望年寒窭瑷了戳~越异形管灸找衰鹩强织换热措施。箕审肉螺纹管是院较孳胱⒛康囊皇汀D阪艚使苣芄煌科芰枰乒鼙孳换热,非常适合应用在管式空气预热器上。管内的烟气对管壁的放热系数提高后,不但提鬻了总的传热系数,而且如上式,还可以提高管壁内侧壁温约跚岬臀腐蚀也是有利的。基本上,各静强翻二传热掺藏都是殴喾拥参与抉热流体豹流动阻力为我价的,走臻纹繁氇不锈箦。究竟采麓肉螓绞警薅,戮选强传耱内臻绞警蕊续稳参数为塞昵群妥枇Ψ矫嬗只嵛潭啻蟮谋浠在设计上与传统的光管空气预热器有何不同冀ǔ晌1韭畚难芯康亩韵蟆严重时会影响