阻力板特性
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回转式空预器中带扰流孔波纹板的传热和阻力特性研究火力发电作为我国能源获取的最主要途径,其运行对于我国经济发展有着重要的影响。
而回转式空预器作为火力发电厂回收余热的重要装置,传热波纹板是回转式空预器的核心部件,其性能直接决定了回转式空预器的传热性能、流通阻力和积灰状况。
文章以回转式空预器中常用板型DU-K波纹板为基础,探讨了在DU-K波纹板上开扰孔流对传热效果和传热均匀性的影响。
标签:回转式空预器;波纹板;传热;阻力特性随着社会经济的发展,我国对电力的需求也越来越大,据统计,截止到2015年底,全国发电装机容量达到147153万千瓦,其中火电装机容量占全部装机容量的63.37%,由此可见当前乃至未来十年之内火力发电仍旧是国内获取能源的最主要方式。
但是和水电、风电、核电相比,火力发电造成的资源浪费和环境污染毫无疑问和社会所提倡的绿色节约环保、可持续发展理念是有着很大冲突的,这种情况下如何采取有效措施提高火力发电效率,降低其带来的污染成为一个亟待解决的问题。
1 空气预热器概述当前,从各种热气体中回收热量是火力发电厂主要采用的一种有效提高动力装置效率的手段,而空气预热器则是当前最为常见的一种热回收装置。
在实际操作中通常会利用空气预热器来回收烟气余热,加热助燃空气,降低排烟温度,从而有效的提高了锅炉的热效率。
同时由于空气预热器的存在,使得助燃空气的温度得到了进一步的提高,这对于燃料的着火,降低因燃料不完全燃烧出现的资源浪费有着重要的意义。
目前火力发电厂所使用的空气预热器主要分为两种,一种是管式空气预热器,另一种是回转式空气预热器。
相比之下,回转式空气预热器因具有高传热率、耐腐蚀性强、使用寿命长、价格较低等优势成为火力发电厂的首选设备,其主要由转子和外壳两个部分组成,其中转子从上到下用径向隔板分隔成互不相通的若干个扇形仓,每个扇形仓装满由波纹金属板制成的传热元件,也叫传热波纹板,用于吸热与放热。
在外壳的顶部和底部,上下对应着用两个扇形板将整个截面分隔成烟气流通区、空气流通区和密封区部分。
一、流化床的阻力特性
所谓流化床的阻力特性,就是指流化气体通过料层的阻力压降与按床层截面积计算的冷态流化速度之间的关系。
对于颗粒堆积密度一定、厚度一定的料层,其床压阻力在没有达到初始流化时是遵循二次方规律的。
在达到初始流化速度后,阻力几乎与流化速度不相关,基本上等于床层物料重力。
二、空床(空板)阻力特性试验
在布风板不铺床料的情况下,启动引风机、一次风机,调整一次风量,记录水冷风室压力与炉内密相区下部床压,二者差值即为布风板阻力。
根据这些数据绘制冷态一次风量与布风板阻力的关系曲线,通过温度修正,一可相应得出热态的一次风量与布风板阻力的关系曲线。
特性阻抗之原理與應用Characteristic Impedance一、前題1、導線中所傳導者為直流(D.C.)時,所受到的阻力稱為電阻(Resistance),代表符號為R,數值單位為“歐姆”(ohm,Ω)。
其與電壓電流相關的歐姆定律公式為:R=V/I;另與線長及截面積有關的公式為:R=ρL/A。
2、導線中所傳導者為交流(A.C.)時,所遭遇的阻力稱為阻抗(Impedance),符號為Z,單位仍為Ω。
其與電阻、感抗及容抗等相關的公式為:Z =√R2 +(XL—Xc)23、電路板業界中,一般脫口而出的“阻抗控制”嚴格來說并不正确,專業性的說法應為“特性阻抗控制”(Characteristic Impedance Control)才對。
因為電腦類PCB線路中所“流通”的“東西”并不是電流,而是針對方波訊號或脈沖在能量上的傳導。
此種“訊號”傳輸時所受到的“阻力”另稱為“特性阻抗”,代表的符號是Zo。
計算公式為:Zo = √L/C ,(式中L為電感值,C為電容值),不過Zo的單位仍為歐姆。
只因“特性”的原文共有五個章節,加上三個單字一并唸出時拗口繞舌十分費力。
為簡化起見才把“特性”一字暫時省掉。
故知俗稱的“阻抗控制”,實際上根本不是針對交流電“阻抗”所進行的“控制”。
且即使要簡化掉“特性”也應說成Controlled Impedance,或阻抗匹配才不致太過外行。
圖1 PCB元件間以訊號(Signal)互傳,板面傳輸線中所遭遇的阻力稱為“特性阻抗”二、需做特性阻抗控制的板類電路板發展40年以來已成為電機、電子、家電、通信(含有線及無線)等硬體必備的重要元件。
若純就終端產品之工作頻率,及必須阻抗匹配的觀點來分類時,所用到的電路板約可粗分為兩大類:1、高速邏輯類:早期資訊工業(Information Technology Industry)在作業速度還不是很快時,電路板只是一種方便零件組裝與導通互連(Interconnection )的載板或基地而已。
山东寿光晨鸣热电厂(三期工程)锅炉冷态空气动力特性试验华东电力试验研究院电力建设调整试验所二00六年八月目录1、设备概况2、冷态空气动力特性试验编写:崔振达审核:王买传批准:1.设备概况:山东晨鸣热电厂三期扩建工程装有二台YG-600/9.8-M型高压、高温单汽包自然循环流化床锅炉,是山东济南锅炉厂制造,模式水冷壁悬吊结构,装有二只蜗壳式绝热高温旋风分离器。
密封返料装置位于分离器下部与炉膛下部燃烧室连接,将未燃尽物料送入炉膛实现循环再燃烧。
锅炉点火方式为床下四只油燃烧器动态启动,床上布置四支辅助油枪协助升温之用,主油枪耗油量为1200kg/h,辅助油枪耗油量为1000kg/h,燃油压力3.0MPa,机械雾化,0号轻柴油。
装有二台引风机,二台一次风机、二台二次风机、二台高压风机、六台给煤机,四台水冷排渣机。
2.冷态空气动力特性试验:2.1试验目的:新机组投产前,为检查锅炉机组在设计、制造、安装等方面是否符合设计要求,检查在正常通风情况下所有的风机及烟、风道的风门和挡板是否完好,对有关风量的测量装置进行标定,并对布风板的均匀性,料层厚度的阻力,最低流化风量的确定作全面测试,便于在热态燃烧调整时提供相应的数据。
2.2 试验必备条件:2.2.1 锅炉本体及风烟系统管道安装结束。
2.2.2 锅炉床层及旋风分离器内浇注料已完成,风帽孔内等杂物已清除结束。
2.2.3 所有一次风道、二次风道、给煤管及返料装置内(包括返料器内的小风帽)的杂物已清除结束。
2.2.4 关闭锅炉本体及风烟系统上的所有检查门及人孔门。
2.2.5 电除尘器安装基本结束,所有检查孔、人孔都已关闭。
2.2.6 锅炉大联锁静态校验合格,通过验收和签证。
2.2.7 所有电动风门及挡板都能远控操作,在CRT上的显示开关方向、开度指示与实际的开关方向、开度一致。
2.2.8 手动风门挡板都能操作,指示清晰,内外开度正确。
2.2.9 给煤机、一次风机、二次风机、高压风机及引风机试转合格并通过验收。
中高开孔率电除尘器多孔板的阻力特性试验研究多孔板对于电除尘器内气流均匀起着重要作用,目前已经有一些关于多孔板阻力特性的研究。
但是大部分研究集中在低开孔率、少孔数的多孔板上,而针对电除尘器内使用的中高开孔率、多孔数的多孔板阻力特性研究较少。
该文针对开孔率0.3≤≤0.68,孔数116≤≤1567,相对厚度0.21≤≤0.5的多孔板进行了阻力特性研究,旨在得出多孔板的几何参数以及管内流动状态对阻力系数的影响。
试验发现阻力系数均随着开孔率、雷诺数、相对厚度的增大而降低,开孔率的影响最为显著,相对厚度次之,雷诺数影响最小。
文中还提出了估计此类型多孔板阻力系数的表达式,为今后科学研究及实际应用提供了重要参考价值。
2012年开始执行的GB13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》中规定,烟尘排放浓度应不超过30mg/m3(重点地区不超过20mg/m3)。
电除尘器有着效率高、适用性强、运行费用较低等优点,因此一直是国内外燃煤电厂治理烟气的优选设备。
美国约80%左右脱除颗粒物的方式采用电除尘器,欧盟这一数值约占85%左右,而在日本的燃煤电厂这一比例更高[1-2]。
目前在我国90%以上燃煤电站都使用了静电除尘器[3]。
因此,面对日益严格的环境保护标准以及市场需求,电除尘器在减少烟尘排放、脱除颗粒物方面起着越来越重要的作用[4]。
在影响电除尘器的众多因素中,电场内部气流分布是极为重要的影响因素之一。
而电除尘器内部气流分布一般是通过多孔板(气流分布板)和导流板进行调整。
要达到较好的气流均匀性,增大多孔板的阻力是一种简单的方法。
但是电除尘器的阻力往往都有严格的限制,因此研究多孔板的阻力特性非常重要。
由于多孔板应用十分广泛,水污染处理,制冷制热装置,气流均布等均有应用[5-7],因此国内外很多学者都对多孔板产生了很高的兴趣。
国内对多孔板的研究相对较少,且主要集中在其节流及空化特性上。
赵天怡等人[8]以水为介质,对厚度为2mm,开孔率范围为0.04~0.16的多孔板进行了节流特性效应因素试验,结果表明等效直径比为影响多孔板节流特性的主效应因素。
烟气调节挡板及再热器调温烟气调节挡板作为电站锅炉的主要辅助设备,以其调温幅度大、操作安全可靠、运行费用低等优点,已被国内外锅炉制造厂所广泛采用,并也得到用户认可。
烟气调节挡板主要运用于再热机组锅炉上,主要根据锅炉再热汽温的调节要求,通过改变流经锅炉低温再热器侧的烟气流量份额,从而改变低温再热器的吸热量,达到调节再热汽温的目的。
目前,燃煤锅炉中较为常用的再热汽温调节方式有两种:一是摆动燃烧器,二是锅炉尾部双烟道,烟气调节挡板。
通过利用从国外引进的300MW、 600MW锅炉设计技术,在设计制造的300MW、200MW锅炉中,上述两种再热器调温方式均有采用,也取得了丰富的经验。
摆动燃烧器调温多用于燃用烟煤或挥发份较高的贫煤锅炉,其优点是调节灵敏,但其对煤种的适应性有限。
为保证锅炉的长期安全稳定运行,并考虑锅炉燃煤的适应性,采用尾部双烟道,再热汽温采用挡板调温方式,挡板自身的阻力特性及驱动器最小力矩见图1、图2)。
挡板调温锅炉调温性能的好坏,关键在于挡板流量特性以及热力特性的优劣。
挡板的流量特性即烟气流量随烟气挡板开度的变化特性;挡板的热力特性即再热汽温度随烟气挡板开度的变化特性。
挡板的两大特性除与挡板自身的阻力特性有关外,还很大程度上受锅炉过热器、再热器的布置(即要求的再热器侧烟气份额)、挡板所在截面烟气的流通面积、以及平行烟道各自的几何尺寸的影响。
设计的挡板调温锅炉,针对以上几点,采取了如下措施,以达到良好的挡板烟气特性与汽温特性。
1·合理地布置再热器受热面,确定适当的高温再热器低温再热器受热面吸热比例,多布置低温再热器受热面积,以控制再热器侧烟道烟气流量随负荷变化幅度,改善烟气挡板的汽温耦合特性。
2·合理选定再热器、过热器侧烟道尺寸,减小烟气流经过热器侧烟温及再热器侧烟道的阻力差,达到有效利用烟气挡板有效调节范围的目的。
3·正确确定挡板所在烟道截面的烟气流通面积,从而加大烟气挡板的调节灵敏度。