2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)因素分析及對策回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)因素分析及對策孫長祥,陳加功,呂兆聚孫長祥,陳加功,呂兆聚(濟(jì)南鍋爐集團(tuán)有限公司,山東濟(jì)南(濟(jì)南鍋爐集團(tuán)有限公司,山東濟(jì)南250023250023)摘要:容克式空氣預(yù)熱器是大中型電站鍋爐上廣泛采用的尾部換熱設(shè)備,漏風(fēng)率高是該類設(shè)備的致命缺點(diǎn),所以在容克式空氣預(yù)熱器技術(shù)中,防止或降低漏風(fēng)即密封技術(shù)占有很重要的地位。文中推導(dǎo)空氣預(yù)熱器漏風(fēng)的一般性計算公式,分析影響漏風(fēng)的因素,提出了采用雙

2、密封技術(shù),新結(jié)構(gòu)靜密封,安裝漏風(fēng)自動控制系統(tǒng)等降低漏風(fēng)的對策。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:空氣預(yù)熱器;對策;壓差;間隙;漏風(fēng)容克式空氣預(yù)熱器是大中型電站鍋爐上廣泛采用的尾部換熱設(shè)備,它的主要作用是:①進(jìn)一步降低鍋爐排煙溫度,提高鍋爐效率,從而達(dá)到節(jié)約燃料的目的;②提高了送入鍋爐的用于燃燒的空氣溫度,有利于火焰的穩(wěn)定性,并提高了燃料的燃盡程度,即提高了燃燒效率;③提高了整臺設(shè)備內(nèi)煙氣的溫度水平,增大了與工質(zhì)間的溫壓,從而強(qiáng)化了傳熱過程。容克式空氣預(yù)熱器

3、同管式相比,具有結(jié)構(gòu)緊湊、鋼耗少,容易布置等優(yōu)點(diǎn),但是容克式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率高卻是難以解決的問題,是該類設(shè)備的致命缺點(diǎn),所以在容克式空氣預(yù)熱器技術(shù)中,防止或降低漏風(fēng)即密封技術(shù)占有很重要的地位??v觀回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的發(fā)展歷史,可以說在一定程度上是密封技術(shù)發(fā)展的歷史。空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)會導(dǎo)致機(jī)組熱力工況的變化,隨著漏風(fēng)量的增加,熱風(fēng)溫度下降,排煙溫度也下降,排煙溫度下降又導(dǎo)致冷端受熱面壁溫降低,加速了低溫腐蝕的過程;漏風(fēng)還影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效

4、益,它一方面降低了機(jī)組的熱效率,另一方面增加了通風(fēng)機(jī)械的功率消耗,使企業(yè)發(fā)電煤耗和供電煤耗增加。從漏風(fēng)的機(jī)理及其規(guī)律出發(fā),論述降低漏風(fēng)的理論途徑。1漏風(fēng)的機(jī)理及其規(guī)律漏風(fēng)的機(jī)理及其規(guī)律容克式空氣預(yù)熱器主要有筒形轉(zhuǎn)子和外殼組成,轉(zhuǎn)子是運(yùn)動部件,外殼是靜止部件,動靜部件之間肯定有間隙存在,這種間隙就是漏風(fēng)的渠道。空氣預(yù)熱器同時處于鍋爐島煙風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)口和出口,空氣側(cè)壓力高,煙氣側(cè)壓力低,二者之間存在壓力差,這是漏風(fēng)的動力。由于壓差和間隙的存在

5、造成的漏風(fēng)稱為直接漏風(fēng)。還有一種漏風(fēng)叫結(jié)構(gòu)漏風(fēng),是由于轉(zhuǎn)子內(nèi)具有一定的容積,當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,就像水車一樣,必定攜帶一部分氣體進(jìn)入另一側(cè)。結(jié)構(gòu)漏風(fēng)量的計算公式為式中:△Vxd為結(jié)構(gòu)漏風(fēng)量,m3/s;D為轉(zhuǎn)子內(nèi)徑,m;d為中心筒直徑,m;n為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度,r/min;y為轉(zhuǎn)子內(nèi)金屬所占容積份額;h為轉(zhuǎn)子高度,m。結(jié)構(gòu)漏風(fēng)是容克式空氣預(yù)熱器的固有特點(diǎn),是不可避免的。由公式看出,結(jié)構(gòu)漏風(fēng)量與轉(zhuǎn)子內(nèi)容積及轉(zhuǎn)速成正比,為了降低結(jié)構(gòu)漏風(fēng)量,在滿足換熱性

6、能的前提下,盡量選擇較低的轉(zhuǎn)速,因為在轉(zhuǎn)速大于15r/min時,提高轉(zhuǎn)速對傳熱不再有益;轉(zhuǎn)子內(nèi)盡量充滿傳熱元件,增加金屬所占容積份額,提高y值,即轉(zhuǎn)子高度不要留有太多的剩余空間。結(jié)構(gòu)漏風(fēng)量占預(yù)熱器總漏風(fēng)量的份額較少,空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)主要是直接漏風(fēng),直接漏風(fēng)量的計算公式可以按如下方法推導(dǎo)出來。把空氣側(cè)和煙氣側(cè)視為兩個一壁之隔的充滿氣體的無限大容器,空氣通過間壁上的微小間隙泄漏到煙氣側(cè),如圖1,根據(jù)粘性流體的伯努利的方程得到異。28號以下預(yù)

7、熱器,轉(zhuǎn)子為12分倉,扇形倉角度為30,扇形密封板角度也是30;285號以上預(yù)熱器,轉(zhuǎn)子為24分倉,扇形倉角度為15,扇形密封板角度也是15。這樣在一般情況下,只有一條徑向密封片與扇形板密封面相接觸,形成單徑向密封。軸向密封和靜密封也都是單密封,軸向密封和靜密封也都是單密封,軸向密封板的寬度對應(yīng)于一個扇形倉外圓弧玄長,靜密封僅僅在煙氣側(cè)布置迷宮式結(jié)構(gòu)。1996年,英國豪頓公司進(jìn)入中國大陸市場,帶來了空氣預(yù)熱器的中心傳動技術(shù)和雙密封技術(shù)。

8、雙密封技術(shù)主要是指雙徑向密封和雙軸向密封,所謂雙密封,就是在任何時候都有兩條密封片與密封板相接觸,形成兩個密封,如圖2。雙密封降低漏風(fēng)的原理推導(dǎo)如下:采用單密封時,煙氣與空氣只有一壁之隔;采用雙密封時,煙氣與空氣被過度區(qū)域隔開。在工況相同間隙相同的情況下,采用雙密封結(jié)構(gòu)時,漏風(fēng)先從空氣區(qū)泄漏到過度區(qū),再從過度區(qū)泄漏到煙氣區(qū),如圖2,假定過度區(qū)壓力為PM,那么應(yīng)該存在如下關(guān)系式。根據(jù)流體力學(xué)的流體連續(xù)性原理得把等式(12)與等式(8)相比

9、較,可以看出,雙密封技術(shù)可以把泄漏系數(shù)K降低30%,漏風(fēng)量降低30%。另外,雙徑向密封還可以減輕轉(zhuǎn)子多邊形變形,減少環(huán)向間隙,降低環(huán)向漏風(fēng);雙靜密封可以緩解熱端軸承處向外漏熱風(fēng)和密封板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)處向外漏熱風(fēng)。由公式(12)得到啟示,既然雙密封可以把泄漏壓差降低一半,那么采用多重密封會怎樣呢?經(jīng)過試驗推導(dǎo)得出,當(dāng)采用多重密封時,漏風(fēng)量為式中:n為多重密封數(shù)。由公式(13)看出,密封數(shù)越多,降低泄漏系數(shù)K越大。但是,由于操作空間的限制和制造成

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