论文总字数：23001字

摘 要

三分仓空气预热器被广泛用于大型火力发电机组，其运行特性对机组的经济性有重要影响。本文针对电站锅炉三分仓空气预热器，在归纳和分析回转式空气预热器热力计算方法的基础上，选用合适方法计算分析三分仓空气预热器的热力特性。

本文选择微元计算法作为三分仓热力计算方法，针对具体锅炉编制了三分仓热力计算程序，可在Excel下进行空预器的热力计算。1000MW和660MW机组算例计算结果表明，该算法具有较高的计算精度；不需要将一、二次风合风处理，且可划分数量不等的计算区域进行计算，以满足不同的工程需求；能够考虑各个分仓的漏风差异，可以得到不同进口温度和漏风系数情况下，烟气出口温度，一、二次风出口温度变化的规律。

利用所编制的三分仓计算软件，采用单变量法分别以1000MW和660MW机组为对象，计算分析了热段烟气进口温度、冷段一、二次风进口温度和各段漏风系数变动后对三分仓空气预热器的出口烟气和空气温度的影响。计算结果表明，随进口烟气温度升高，烟气出口温度，空气出口温度，换热系数均升高；随进口空气温度升高，烟气出口温度，空气出口温度，换热系数均升高；随一次风向烟气漏风增加，烟气出口温度、空气出口温度均降低；随二次风向烟气漏风增加，烟气出口温度、空气出口温度均降低；随一次风向烟气漏风增加，烟气出口温度、空气出口温度均降低。

本文有关三分仓空气预热器的计算分析结果为现场运行分析提供了依据，所编制的计算软件可用实际运行优化和设计改造的计算分析。

关键词：锅炉；三分仓；热力计算；微元模型；漏风

Abstract

With the continuous progress of the thermal calculation method of the tri-sectional air preheater, which provides a theoretical basis for the improvement of boiler design and operation adjustment. This work aims at the tri-sectional air preheater of the boiler, and summarizes and analyzes the rotary air preheater. On the basis of the thermal calculation method, the appropriate method is used to calculate and analyze the thermal characteristics of the tri-sectional air preheater.

Establish a tri-sectional micro-element model, assuming the temperature of the fluid outlet of each segment, compile a tri-sectional calculation program for the study object, perform iterative calculations through excel, check the average temperature of the metal heat storage plates of each sub-bin, and control the precision in the 2 °C range. And through the control variable method, the inlet temperature of the hot section flue gas inlet, the inlet temperature of the first and second inlet of the cold section, the air leakage coefficient of each section, etc. are changed respectively, and the iterative calculation is performed again to obtain the outlet temperature of the flue gas under different parameters. Secondary air outlet temperature.

The calculation results of a 1000MW and 660MW example show that the algorithm has a high calculation accuracy, does not need to talk about a secondary wind treatment, and can be divided into different areas of the calculation to calculate to meet different engineering needs, can be considered The difference in air leakage of each sub-bin can be obtained under the conditions of different inlet temperature and leakage coefficient, the temperature of the outlet of the flue gas, the temperature change of the first and second air outlets, and this rule can be used to make reasonable adjustments in the operation of the air preheater and to improve the overall efficiency of the unit.

KEY WORDS: boiler；tri-sectional； thermal calculation；Micromodel；leakage

目录

第一章 绪论 1

1.1选题背景与意义 1

1.2空气预热器发展现状 1

1.2.1　技术发展现状 1

1.2.2　热力计算发展现状 2

1.3本文研究主要内容 3

第二章 三分仓回转式空预器热力计算方法 4

2.1 三分仓回转式空预器模型 4

2.1.1 模型综述与选取 4

2.1.2 模型假设 4

2.1.3 模型微元体方程 4

2.1.4 模型区域划分 5

2.1.5 漏风处理 6

2.1.6 出口流体温度计算 6

2.2 三分仓回转式空预器计算求解 7

2.2.1 解的唯一性 7

2.2.2 具体计算流程 7

2.3 参数选取 9

2.4本章小结 9

第三章 三分仓回转式空气预热器计算结果 10

3.1出口空气温度与烟气温度分析 10

3.1.1 程序说明 10

3.1.2 计算结果分析 10

3.2改变进口参数计算结果分析 11

3.2.1 进口烟气温度变化对传热的影响 11

3.2.2 进口烟气温度变化对出口烟气温度影响 12

3.2.3 进口烟气温度变化对出口空气温度影响 13

3.2.4 进口空气温度变化对传热的影响 14

3.2.5 进口空气温度变化对出口烟气温度的影响 16

3.2.6 进口空气温度变化对出口空气温度的影响 17

3.3漏风参数变化影响分析 18

3.3.1 一次风向烟气侧漏风对传热的影响 18

3.3.2 一次风向烟气侧漏风对出口烟气温度的影响 19

3.3.3 一次风向烟气侧漏风对出口空气温度的影响 20

3.3.4 二次风向烟气侧漏风对传热的影响 21

3.3.5 二次风向烟气侧漏风对出口烟气温度的影响 23

3.3.6 二次风向烟气侧漏风对出口空气温度的影响 24

3.3.7 一次风向二次风漏风对传热的影响 25

3.3.8 一次风向二次风漏风对出口烟气温度的影响 26

3.3.9 一次风向二次风漏风对出口空气温度的影响 27

3.4本章小结 28

第四章 结论与总结 29

4.1主要成果与结论 29

4.2总结与展望 29

致谢 30

参考文献 31

第一章 绪论

1.1选题背景与意义

近五十年来，我国电力行业发展突飞猛进，既体现在我国装机容量的大幅增长，也体现在电厂技术水平的质的飞跃。在20世纪50年代，我国电厂主力机组锅炉还停留在小容量，低参数的自然循环煤粉炉。改革开放后，我国电力行业也经历了这一历史转折点，开始从国外引进相关技术，学习先进设备研发，火电建设得到了较快发展，我国电厂整体装机容量实现飞跃。直到2012年，我国已实现12亿装机容量，超越了曾经电力最强盛的美国，进入世界领先水平。近几年我国加大了对生态环境的保护，截止2017年，全国发电装机容量17.8亿千瓦，其新增装机容量中，非化石能源装机比重开始提高，火电行业发展相对缓慢，我国发电行业应将供给侧结构性改革做主线，将重心放在降低发电产能、深化电力体制改革、解决清洁能源消纳问题和促进能源惠民利民等重点工作，但从我国能源结构来看，化石能源依然占主导，火电行业依旧是我国能源的支柱产业。

我国碳排放问题不容乐观，在工业化和城市化的推进进程中，二氧化碳排放一直保持增长。据统计，中国每年的二氧化碳排放总量为10357吨，位居世界第一，且二氧化碳的排放主要来自于煤炭的燃烧。虽然现今火电厂对污染排放已经加以控制，但散煤燃烧等煤炭的不清洁使用，使得当今中国主要城市雾霾天气严重。因此在火力发电为主的大环境下，我国不断开发清洁能源，发展新能源，对现有的火电机组进行改造，降低污染排放，实现清洁煤燃烧。

1.2空气预热器发展现状

1.2.1　技术发展现状

我国火电厂应用的空预器主要有三种，分别为管式空预器、回转式空预器、板式空预器。由于在锅炉尾部，管式空气预热器因为其占用体积较大，会阻碍受热面的布置，如今多数大容量机组使用紧凑轻便的回转式空气预热器。

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