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46MW陆用增压工业锅炉设计研究

作　者: 洪建沣
导　师: 徐璋
学　校: 浙江工业大学
专　业: 动力工程
关键词: 工业增压锅炉热力性能热工计算对流换热数值模拟
分类号: TK229.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

锅炉是重要的工业动力设备,与常压锅炉相比增压锅炉具有体积小、质量轻、节能环保的优点,因此具有很好的工业应用前景。本文以设计46MW陆用工业增压燃气热水锅炉为目标,提出适合陆地工业用的设计方案：启动时使用罗茨风机供增压空气,锅炉以30%负荷启动,烟气能完全推动涡轮增压器后关闭罗茨风机。再对增压锅炉热力性能进行理论分析得到如下结论：炉膛容积热负荷、增压比、锅炉负荷相互间近似正比关系；对流传热系数随增压比增加而大幅提高；宜将锅炉经常运行的高负荷工况设为增压机组功率平衡点。使用《锅炉机组热力计算标准方法》对46MW增压燃气热水锅炉进行了热工计算,首次绘制了陆用工业增压锅炉生产图纸,并进行了强度校核。采用FLUENT软件建立了增压锅炉对流换热管束简化模型,选用N-S方程组和Realizable湍流模型描述烟气在管内流动过程,对烟气的对流换热进行三维数值模拟,得到不同增压比下对流管束出口烟气温度,再计算得到对流传热系数。模拟得到的对流传热系数与前人的实验数据误差很小,均与增压比近似成正比关系,证实模拟的可行性,而本文73年标准方法计算数据与模拟及实验数据相比,误差随增压比增大而升高,增压比3时,误差约8.5%,证明73年标准分方法用于工业增压锅炉热工计算基本适用。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-15
  1.1 课题研究背景  9-10
  1.2 国内外研究进展  10-13
    1.2.1 国外研究进展  10-12
    1.2.2 国内研究进展  12-13
  1.3 课题研究意义  13-14
  1.4 课题研究内容  14-15
第2章工业用增压锅炉系统分析  15-29
  2.1 工业用增压锅炉介绍  15-18
    2.1.1 工作流程简介  15-16
    2.1.2 主要设备简介  16-18
  2.2 炉膛容积热负荷、炉膛压力的变化规律  18-20
  2.3 增压比对换的热影响  20-24
  2.4 涡轮增压机组性能参数变化规律  24-28
  2.5 本章小结  28-29
第3章 46MW增压燃气热水锅炉热工计算  29-44
  3.1 增压锅炉热平衡计算  29-35
    3.1.1 增压锅炉热损失  29-32
    3.1.2 增压锅炉热平衡计算方法  32-33
    3.1.3 46MW增压燃气热水锅炉热平衡计算  33-35
  3.2 增压锅炉炉膛换热计算  35-39
    3.2.1 炉膛传热计算方法  35-37
    3.2.2 46MW增压燃气热水锅炉炉膛传热计算  37-39
  3.3 增压锅炉对流传热面计算  39-43
    3.3.1 对流传热面计算方法  39-41
    3.3.2 46MW增压燃气热水锅炉对流传热计算  41-43
  3.4 本章小结  43-44
第4章增压烟气对流换热数值模拟分析  44-53
  4.1 数值模拟及软件介绍  44-47
    4.1.1 计算流体动力学与进行模拟原因  44-45
    4.1.2 数值模拟方法简介及模型选择  45-47
  4.2 模型建立及求解设置  47-49
  4.3 模拟结果及分析  49-52
  4.4 本章小结  52-53
第5章 46MW增压燃气热水锅炉生产图纸及强度校核  53-70
  5.1 46MW增压燃气热水锅炉生产图纸  53-67
  5.2 强度校核  67-69
  5.3 本章小结  69-70
第6章结论与展望  70-72
  6.1 结论  70-71
  6.2 展望  71-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
攻读学位期间参加的科研项目和成果  76

46MW陆用增压工业锅炉设计研究

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