輻射廢熱鍋爐徑向分離裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化及壁面磨損預(yù)測(cè).pdf

1、我國(guó)是以煤為主要一次能源的國(guó)家，而50％以上煤炭消耗于火力發(fā)電，傳統(tǒng)火力發(fā)電面臨發(fā)電效率低、環(huán)境污染大等缺點(diǎn)，亟待改善。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)技術(shù)(Integrated Gasification Combined Cycle,IGCC)將煤的氣化和高效聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合，是一種高效潔凈的燃煤發(fā)電技術(shù)。其中輻射式廢熱鍋爐是IGCC系統(tǒng)中煤氣化顯熱回收設(shè)備的重要組成部分。氣化爐生成的高溫合成氣經(jīng)輻射式廢熱鍋爐回收其顯熱，可提高整個(gè)系統(tǒng)發(fā)電效率2~4

2、%。
　　由氣化爐進(jìn)入輻射式廢熱鍋爐的合成氣中帶有大量的高硬度飛灰顆粒，其進(jìn)入廢熱鍋爐后受氣體夾帶作用會(huì)對(duì)受熱面產(chǎn)生嚴(yán)重的沖刷，進(jìn)而造成水冷壁嚴(yán)重磨損，影響顯熱回收裝置的安全正常運(yùn)行。因此，在對(duì)輻射式廢熱鍋爐溫度場(chǎng)、流場(chǎng)的模擬和分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果加裝有效的飛灰分離裝置并對(duì)飛灰顆粒對(duì)壁面磨損進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)IGCC系統(tǒng)輻射式廢熱鍋爐的設(shè)計(jì)、安全運(yùn)行具有重要意義。
　　本文針對(duì)“國(guó)家863計(jì)劃”項(xiàng)目中某中試試驗(yàn)廢熱鍋爐開

3、展了現(xiàn)較為通用的雙層水冷壁式輻射式廢熱鍋爐內(nèi)部氣體流動(dòng)、溫度分布的模擬，并采用歐拉-拉格朗日隨機(jī)軌道模型進(jìn)行了輻射式廢熱鍋爐內(nèi)氣體、粒子氣固兩相流動(dòng)的模擬，最終獲得了輻射式廢熱鍋爐內(nèi)氣體溫度場(chǎng)、流場(chǎng)以及顆粒相運(yùn)行軌跡。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合該中試試驗(yàn)設(shè)計(jì)工況，根據(jù)固體顆粒沉降以及慣性分離原則，在確定最佳固體顆粒分離位置的情況下，提出了一種具有多層結(jié)構(gòu)的固體顆粒徑向分離裝置，采用Fluent軟件進(jìn)行了相關(guān)數(shù)值模擬，深入研究了該分離裝置分離效果，

4、并開展了相關(guān)參數(shù)，如分離環(huán)傾角、間距比、遮蓋比例對(duì)分離效果影響規(guī)律的研究，為不同設(shè)計(jì)參數(shù)情況下分離裝置的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。結(jié)果表明：當(dāng)分離環(huán)傾角為50°、間距比為0.5、遮蓋比例為5%時(shí)，徑向分離裝置的分離效率達(dá)到最高。
　　而后，根據(jù)輻射式廢熱鍋爐內(nèi)流場(chǎng)情況結(jié)合粒子運(yùn)行軌跡模擬結(jié)果，編制程序，統(tǒng)計(jì)了內(nèi)、外水冷壁粒子碰撞情況，確定了輻射式廢熱鍋爐內(nèi)粒子碰撞概率較大區(qū)域，并針對(duì)該類型區(qū)域，統(tǒng)計(jì)了30~100μm不同粒徑固體顆粒在該