循环流化床锅炉燃烧室受热面传热系数与研究.pdf

内蒙古科技大学硕士学位论文


论文题目: 循环流化床锅炉燃烧室受热面传热系数的研究


作者:_________________________牛军强








指导教师: 李义科教授单位: 研究生学院
协助指导教师: 单位:

论文提交日期:2012 年 05 月 15日
学位授予单位:内蒙古科技大学
循环流化床锅炉燃烧室受热面传热系数的研究


Study on heat transfer coefficient for heating surface
in a circulating fluidized bed boiler




研究生姓名:牛军强
指导教师姓名:李义科
内蒙古科技大学能源与环境学院
包头 014010,中国


Candidate: Niu Junqiang
Supervisor: Li Yike
School of Energy And Environment
Inner Mongolia University of Science and Technology
Baotou 014010,
内蒙古科技大学硕士学位论文

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签名:___________ 导师签名:___________ 日期:____________
内蒙古科技大学硕士学位论文
摘要
循环流化床锅炉是电站锅炉的主要类型之一,对其燃烧室受热面传热系数的研
究具有重要意义,涉及锅炉的设计、制造、运行维护等方面,关系到锅炉的安全经
济运行。传热系数决定着受热面的布置、位置、数量与结构等,若传热系数选择不
当,就难以达到稳定燃烧和最佳经济效益的目的,甚至会出现受热面损坏的情况。
试验是选取循环流化床锅炉内传热系数的一种方法,但影响传热过程的因素太
多,不可能对每一种工况都进行试验。这样就有必要通过理论分析建立满足一定精
度要求的传热模型。
本论文的主要目的是在理论研究和试验结果的基础上,建立循环流化床锅炉流
动和传热的数学模型,准确预测传热系数,为循环流化床锅炉的设计、优化运行提
供指导。
首先,本文采用半经验方法,建立了一个流动模型,以此来估算循环流化床锅
炉局部的固体颗粒体积份额分布。该模型假设颗粒在循环流化床锅炉内部呈现环核
流动结构,炉膛沿高度方向分为下部颗粒浓度较高的密相区、上部颗粒浓度较低的
稀相区。循环流化床锅炉往往采用宽筛分燃料,模拟结果显示靠近炉膛壁面附近的
颗粒平均直径大于炉膛中心位置的颗粒平均直径;而沿着炉膛高度方向,颗粒的平
均直径逐渐减小,预测结果与参考文献中的试验数据吻合良好。
其次,在流动模型的基础上,本文建立了以―颗粒团更新理论‖为基础的对流传热
模型,并讨论了模型所涉及的参数的确定方法。通过对流传热系数与辐射传热系数
的叠加,即可对整个循环流化床锅炉床层与壁面的传热过程进行整体模拟。
最后,本文对循环流化床锅炉的磨损机理进行了研究,找到了防治对策。对耐
火材料使用过程中出现的问题进行了分析,查明了出现问题的原因,就耐火材料的
合理选用方法提出了建议。这两点对于保证循环流化床锅炉的安全运行十分重要,
具有重要的指导意义。
关键词:循环流化床锅炉;颗粒团更新模型;传热;磨损;耐火浇注料
(关键词间用“;”间隔)
I
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Abstract
Circulating fluidized bed is one of main kinds of Power station boiler,the study on
heat transfer coefficient for heatin