某电厂锅炉烟道流场数值模拟及优化

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燃煤电厂中风烟系统的布局结构不仅影响风烟管道内部阻力,而且影响其连接设备的正常运转,此外对电厂运行的稳定性与可靠性也具有重要作用。本文针对某电厂3号机组在增引合一改造后,由于烟道设计结构存在缺陷,导致在实际运行过程中,非对称性烟道的长、短边两侧风道内部流量偏差大,使所连接的两台引风机时常会发生喘振现象,无法并联运行的问题进行研究,并提出设计改造方案。本文利用数值分析方法对非对称的烟道进行流量分配分析,通过加设导流板解决两侧进口空气量不匹配的问题,采用优化分析手段,解决现有设计存在的结构缺陷问题。具有研究内容如下:(1)按照原始烟道设计图纸建立数值仿真模型,进行网格划分;针对原始烟道内部流场进行计算,通过数值模拟得出的流线图和压力图,实现故障再现;分析并揭示原始烟道设计结构形式存在的问题及其故障产生的原因。(2)提出烟道初始改造方案,并对初始改造方案进行数值模拟。根据其数值分析测评结果,进行烟道改造的性能优化分析。通过不断调整导流板横向位置,实现烟道内部流量均衡,并结合电厂实际需求,确定烟道性能优化改造方案。(3)进一步改善烟道内部烟气流动特性,针对原始烟道进行结构优化分析。首先对单侧加设不同长度弧形板块的方案进行优化分析;然后对双侧加设不同长度弧形板块的方案进行优化分析;最后通过调整导流板位置得到结构优化改造方案。研究结果表明:(1)合理利用导流板改变烟道结构,有利于实现烟道内部流量均衡,减小引风机振动。当导流板距离烟道长边侧2.105m时,此时长边段进口流量为219.003kg/s,短边段进口流量为222.556 kg/s,流量偏差由128.752kg/s缩减至3.553kg/s。结合电厂实际,此方案为最终改造方案。(2)在原始烟道双侧拐角处加设半径为1m的弧形板块,导流板距离长边侧1.65m,此时烟道内部烟气流动性较好,且计算得到长边段进口流量为233.42kg/s,短边段进口流量为233.734 kg/s,流量偏差较小,为较优化改造方案。
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