第11章 锅炉水动力学及锅内传热基础.ppt

集箱的连接型式及其对流量分配的影响 图11-25 U型联接系统沿集箱长度工质的压力变化 偏差管 图11-26 两种集箱连接系统的静压分布曲线 a 中点引入中点引出型； b 两点引入两点引出型 集箱的连接型式及其对流量分配的影响 图11-25 U型联接系统沿集箱长度工质的压力变化 图11-26 两种集箱连接系统的静压分布曲线 a 中点引入中点引出型； b 两点引入两点引出型 轴向工质流速为Z型的1/2，集箱压力变化值为原来1/4 工质流速为Z型的1/4，集箱压力变化值减为原来1/16 图11-27 Ш型联接系统 a）L型 b J型 c H型 d 双Z型 图11-28 复杂型式的联接系统 其它连接系统 无论何种连接系统，确定偏差管最为重要！！ 静压的计算参见锅炉水动力计算标准 集箱中的两相流动 常见两相流流经集箱并分配到和集箱连接的各并联管中的流动过程。 图11-29 中间集箱型式 目的：是的汽液两相混合物均匀分配到各个并联管中。近几十年来，人们发现分配均匀假设与实际情况不相符合，一直致力于均匀化结构研究，采用的方法基本都是试验研究的方法，得到了很多阶段性结果，但到目前国内外还没有一种十分理想的方法，能从根本上解决两相流分配均匀的问题。 在集箱连接系统中，最危险的管子是流量最小的偏差管，通常用集箱偏差管的压差Δpp与平均工况管的压差Δppj的差值δΔpjx来计算和判断集箱并联管组的流量偏差的大小。 显然，δΔpjx 0。δΔpjx的绝对值愈大，表明偏差管的流量比平均工况管的流量相差愈多。 11.5 并联管组的热偏差 焓增最大的管子称为偏差管。 任一管子： 则 热偏差的产生及其影响因素 并联管中工质焓增的不均匀现象称为热偏差。 偏差永远存在，只要小于允许值即可。 允许焓增： 热偏差的产生的原因 热力不均匀：是热偏差的主要原因，热力偏差还可以带来流量偏差；热力锅炉烟气的温度场，速度场以及浓度场是造成热力不均匀的主要原因；热力不均匀系数不能靠计算获得，还是来自于试验和实测的数据进行估算或者选取，再根据不同使用条件进行修正，对于炉膛有炉膛高度，宽度以及深度方向的不均匀系数； 受热面积不均匀：对流量偏差有影响，受热面布置方式，管子结构所决定，设计中尽可能减少结构不均匀，0.95~1.05； 流量不均匀：流量偏差，主要由并联管的结构特性，集箱效应，平均管流动阻力（计算时一平均管作为计算参照物，平均管阻力增加对减少流量不均匀有益），热负荷分布，重位压差 垂直和水平管）， 减小热偏差的措施 三方面着手：结构特性、热负荷分布、流量分配。 结构一定，热负荷和流量分布不均匀是引起热偏差的主要原因。 结构和水力方面：分组、分级、交叉混合、集箱与管子的连接方式、节流圈、避免烟气走廊的设计方法采用尽量减少流量分配不均匀，在高温区域给予高流量； 热力方面：温度均匀、避免烟温偏差，建立良好的温度场和速度场以及浓度场。 最重要的方法是：使得流量偏差与热负荷偏差相适应。 最被动方法：没有办法避免的偏差管采用耐温更高的高强度耐热合金钢。 第二类传热恶化的后果 壁温升高并发生脉动，其区域在30～60mm范围，温度波动在60～125℃。壁温波动幅度过大引起管子金属的疲劳破坏，同时加剧氧化层的破坏，金属腐蚀加剧。因此要求：恶化区管壁与工质温差≯80℃。 脉动原因： 开始发生恶化的地方，部分液膜虽撕破，管壁仍残留细小液流，蒸汽和残余液流交替接触管壁，造成壁温脉动； 流量微小波动使液膜与蒸汽的分界线波动，烧干位置可能前后移动； 中心汽流的液滴可能时而撞击壁面。 （2） 两类传热恶化的异同 相同：管壁与蒸汽直接接触、放热系数减小、壁温飞升。q↑，xeh↓，恶化点提前。 不同：机理不同，所处的流动结构和工况参数不同，引起的后果也不相同。 第一类 第二类 恶化后管子中部为含有汽泡的液体 恶化后管子中部为含有液滴的蒸汽 转入膜态沸腾然后再过渡到欠液区 直接转入欠液区 通常发生在x较小或欠热 x 0 时，以及热负荷高的区域 通常发生在x较大时，以及热负荷低的区域 α2稍低 α2稍高 壁温飞升幅度大 壁温飞升幅度小 （3） 不均匀加热对传热恶化的影响 两种不均匀：沿传热管的长度方向及沿周向。 热负荷分布不均匀性通常采用两个指标来表示，即qmax/qpj及qmax/qmin，其中qmax、qpj和qmin分别为最大热负荷、平均热负荷和最小热负荷。qmax/qpj通常称为热负荷不均匀系数。 不均匀加热的传热恶化两种不同的观点：一种认为传热恶化只是一种局部现象，当局部区域工况参数 P，q，x，ρw，d 达到会发生恶化对应的数值时，就会发生传热恶化；另一种认为传热恶化现象是整体现象，恶化点以前管道内的热负荷分布将直接影响到恶化时的