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直接蒸发冷却技术在燃煤电厂锅炉系统节能中的应用

作者：薛俊 Publish: 2007-9-29 Hits:-

【中文题名】

直接蒸发冷却技术在燃煤电厂锅炉系统节能中的应用

【英文题名】

Application of Direct Evaporative Cooling Technology in Energy-saving of Boiler System of Thermal Power Plant

【学科专业】

供热、供燃气、通风及空调工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-9-29

【中关键词】

直接蒸发冷却,燃煤电厂锅炉系统,节能技术,热湿交换,送风含氧量,

【英关键词】

direct evaporative cooling,boiler system of thermal power plant,energy-saving technology,heat and humidity transfer,oxygen concentration in air supply,reconstruction of air supply system,

【分类导航】

工业技术>电工技术>发电、发电厂>发电厂>火力发电厂、热电站>锅炉及燃烧系统

【论文摘要】

本课题主要针对燃煤电厂锅炉夏季燃烧缺风影响负荷问题的工程案例进行有关应用技术研究，采用对锅炉送风进行直接蒸发冷却达到增大送风密度和提高送风含氧量的目的来解决这一问题。本文简要综述锅炉及锅炉风机节能技术的发展现状以及蒸发冷却技术的原理、应用领域、设备开发与研究现状；利用FLUENT计算流体软件对锅炉房内部的流场和温度分布进行模拟，了解了锅炉房内流体的速度场、压力场及温度场的分布情况；通过分析全年气象参数及送风状态参数的变化，得到采用蒸发冷却后，送风空气密度和含氧量(氧气浓度)的变化程度；从理论上对湿膜直接蒸发冷却的热湿交换过程进行热力学分析，建立了交叉流直接蒸发冷却器的数学模型；根据实验室现有设备条件，搭建了淋水填料式直接蒸发冷却试验台，并介绍了相关试验装置以及测量仪器，拟定了正交试验方案；通过实际测量得到了不同工况条件下，直接蒸发冷却器的性能参数，运用专业软件对实测的原始数据进行分析、绘图，归纳出各因素对其性能的影响。最后，本文结合实际工程案例，系统地分析了采用直接蒸发冷却装置对燃煤电厂锅炉送风系统进行改造后的应用效果，对改造后的锅炉热力性能以及送风系统分别进行节能分析和经济性分...

【论文题纲】

摘要	6-7
ABSTRACT	7-13
主要图表	13-17
主要符号表	17-20
第一章绪论	20-22
1.1 研究背景	20
1.2 可能性简要分析	20-21
1.3 课题研究的主要内容	21-22
第二章相关研究技术发展现状	22-32
2.1 锅炉节能技术	22-23
2.1.1 锅炉燃烧系统改造	22
2.1.2 锅炉烟气余热回收技术	22-23
2.2 锅炉风机节能技术	23-25
2.2.1 风机节能调节方式概况	23-24
2.2.2 变频调速技术	24
2.2.3 液力耦合器调速技术	24-25
2.3 蒸发冷却的定义与分类	25-27
2.3.1 直接蒸发冷却(DEC)	25
2.3.2 间接蒸发冷却(IEC)	25-26
2.3.3 复合蒸发冷却(IEC+DEC)	26-27
2.4 蒸发冷却技术的应用	27-30
2.4.1 直接蒸发冷却(DEC)技术的应用	27
2.4.2 间接蒸发冷却(IEC)技术的应用及设备	27-28
2.4.3 复合蒸发冷却系统的应用	28-29
2.4.4 蒸发冷却技术在纺织厂中的应用	29
2.4.5 蒸发冷却技术在农业上的应用	29
2.4.6 蒸发冷却技术在提高燃气轮机发电量中的应用	29-30
2.5 国外学者对蒸发冷却技术的研究	30
2.6 蒸发冷却技术的优势及缺陷	30-32
第三章锅炉房内流场温度的数值模拟	32-46
3.1 CFD及 FLUENT简介	32-33
3.2 数学物理模型的描述	33-35
3.3 锅炉房内流场温度的数值模拟	35-45
3.3.1 数值模拟的步骤及模拟假设	35
3.3.2 模拟对象工况简介	35-36
3.3.3 网格的生成	36-37
3.3.4 边界条件的设定	37-38
3.3.4.1 湍流参数计算公式	37
3.3.4.2 入口边界设定	37
3.3.4.3 出口边界设定	37-38
3.3.4.4 壁面边界设定	38
3.3.5 数值模拟结果与分析	38-45
3.4 小结	45-46
第四章全年送风状态参数分析	46-52
4.1 当前问题与解决方案	46-47
4.1.1 当前存在的问题	46
4.1.2 解决方案分析	46-47
4.2 空气密度计算方法	47
4.3 全年气象参数变化情况	47-48
4.4 全年送风状态参数的变化情况	48-49
4.5 经蒸发冷却后送风状态参数的变化情况	49-51
4.6 小结	51-52
第五章直接蒸发冷却热力过程分析	52-64
5.1 湿膜直接蒸发冷却热力过程的特征	52-53
5.2 填料式直接蒸发冷却器的设计计算	53-56
5.3 直接蒸发冷却的效率公式	56
5.4 交叉流直接蒸发冷却器的数学模型建立及求解结果	56-63
5.4.1 建立数学模型求解的目的	56-57
5.4.2 数学模型的建立	57-60
5.4.3 模型的求解和有效性	60-61
5.4.4 数值计算结果分析和讨论	61-63
5.5 小结	63-64
第六章直接蒸发冷却试验	64-74
6.1 直接蒸发冷却试验装置	64-67
6.1.1 试验用直接蒸发冷却器	64-66
6.1.2 直接蒸发冷却试验台	66-67
6.2 试验测试仪器与设备	67-70
6.3 测点布置	70
6.4 试验数据的测量及记录方法	70-71
6.5 试验步骤	71-72
6.6 试验方案设计	72-74
6.6.1 正交试验设计规划	72
6.6.2 正交试验数据表设计	72-74
第七章试验结果分析	74-91
7.1 直接蒸发冷却器性能测试正交试验结果与分析	74-76
7.2 试验数据的可靠性分析	76-77
7.3 试验数据与理论模型计算结果的比较	77-78
7.4 直接蒸发冷却器性能试验测试结果及分析	78-88
7.4.1 进口空气干球温度(t_1)对DEC性能的影响	78-79
7.4.2 进口空气相对湿度(φ_1)对DEC性能的影响	79-80
7.4.3 进口空气湿球温度(t_s)对DEC性能的影响	80-81
7.4.4 进口迎面风速(u)对DEC性能的影响	81-82
7.4.5 水气比(σ)对DEC性能的影响	82-83
7.4.6 填料厚度(δ)对DEC性能的影响	83-85
7.4.7 填料阻力(△P)特性	85-86
7.4.8 填料淋水系数(γ)和淋水量(G_w)对DEC性能的影响	86-88
7.4.9 入口空气参数对 DEC出口温度的影响	88
7.5 直接蒸发冷却器装置存在的问题及改进措施	88-89
7.6 小结	89-91
第八章工程应用分析	91-106
8.1 工程背景	91-93
8.1.1 燃煤电厂锅炉及送风机运行参数	91-92
8.1.2 燃煤电厂工艺流程简介	92-93
8.2 送风系统改造后对锅炉热力性能的影响	93-97
8.2.1 锅炉燃料分析及燃烧产物计算	93
8.2.2 锅炉热平衡及燃料消耗量计算	93-95
8.2.3 锅炉单耗及工况风量计算	95
8.2.4 锅炉不完全燃烧计算	95-96
8.2.5 改造前后锅炉热力性能比较	96-97
8.2.6 改造后发电能力提高所带来的收益	97
8.3 锅炉散热的回收	97-98
8.4 改造后对锅炉送风机的影响	98-101
8.4.1 对当前送风机性能的影响	98-99
8.4.2 对风机设计参数的影响	99-101
8.4.3 风机设计风量的减小对锅炉设备的影响	101
8.5 送风含湿量的增大对燃烧及锅炉除尘设备的影响	101-102
8.5.1 送风含湿量的增大对燃烧的影响	101
8.5.2 烟气含湿量的增大对除尘设备的影响	101-102
8.6 改造后对锅炉尾部受热面的影响	102
8.7 改造后对锅炉房内环境空气质量的影响	102
8.8 锅炉送风系统改造设计与经济性分析	102-104
8.8.1 直接蒸发冷却装置设计	102-104
8.8.2 送风系统改造的经济性分析	104
8.9 小结	104-106
第九章结论	106-109
参考文献	109-113
攻读硕士学位期间发表的论文及获得的荣誉	113-114
致谢	114

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.139176



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