PDF《1 000 MW 宽负荷超超临界机组锅炉 水动力特性计算及分析》

2 数学模型 2.1 回路划分及热负荷分布 图2为下炉膛计算回路划分示意.回路划分主 要结合炉膛的热负荷分布曲线,分配各回路的管 子根数.在热负荷沿炉膛水平方向变化快的区域 划分的管子根数少,在热负荷沿炉膛水平方向变

62 热力发电2019 年http://www.rlfd.com.cn 化慢的区域划分的管子根数多.由图

2 可以看出, 下炉膛共划分了

90 个回路,其中前、后墙各划分

30 个回路,左、右墙各划分

15 个回路.按照同样的 方法,将上炉膛共划分

104 个回路,其中前、后墙各 划分

36 个回路,左、右墙各划分

16 个回路.后烟 道前、后包墙均划分了

12 个回路,中间隔墙划分 了16 个回路. 图2下炉膛回路划分示意 Fig.2 Schematic diagram of flow loop division in lower furnace 根据典型的四角切圆燃烧锅炉炉膛热负荷分 布曲线,结合以往的经验数据,得到锅炉炉膛沿水 冷壁相对高度的热负荷分布曲线如图

3 所示.图中 水平环带热负荷为某一高度的平均热负荷,尖峰热 负荷指最大局部热负荷,是考虑结渣以及各种可能 的极端运行工况后某一高度上可能的最大热负荷, 用于壁温计算.由图

3 可以看出,炉膛热负荷随着 水冷壁的高度的增加而增加,到达峰值后则逐渐减 小,最终保持不变. 图3炉膛沿水冷壁相对高度热负荷分布 Fig.3 The heat flux distribution along the furnace height direction 2.2 流量分配及压力计算模型 将超超临界机组锅炉水冷壁等效为流动网格 系统,可以将水冷壁划分为流量回路、压力节点、 连接管等三类元件.根据质量守恒方程、动量守恒 方程、能量守恒方程,建立超超临界机组直流锅炉 水冷壁流量分配计算模型[11] . 假设各回路的流量及各节点的压力,列出流量 回路、连接管和压力节点所遵循的质量守恒方程、 动量守恒方程、能量守恒方程.对这些方程组成的 封闭非线性方程组进行求解,即可得到各回路的流 量分配和节点压力分布[11]. 图4为流动网络系统示意.图中括号内数字为 流量未知数和压力未知数.从省煤器出口集箱到分 离器之间共假设

351 个未知数,共需建立

351 个方 程组.其中 1―315 为流量未知数,需建立

315 个 压力方程;

316―351 为压力未知数,需建立

36 个 流量方程.联立求解这

351 个压力方程和质量守恒 方程,即可求得

351 个未知量. 1―30 回路的压降平衡方程: (1) 式中:p(i)为第 i 节点的压力,kPa;

Δp(i)为第 i 回 路的总压降,kPa.

312 节点的质量守恒方程: (2) 式中:w(279)为第

279 引出管流量,kg/s;

w(i)为i回路的质量流量. 2.3 壁温及鳍端温度计算模型 根据炉膛热负荷均流系数分布模型和等截面 ........