燃气轮机余热锅炉的优化设计研究（703所）.ppt

三.余热锅炉热工参数的优化 2.省煤器欠温的优化研究 省煤器欠温又称接近点温差，指锅筒饱和温度与省煤器出口水温之间的温差 省煤器欠温的大小表明锅炉余热利用率大小。欠温愈小，锅炉余热利用率愈高，但需要的省煤器受热面也愈大 一般以5～10℃为宜 大型燃机余热锅炉常将省煤器设计成可分式，即在省煤器与锅筒之间设置增压阀,既可提高省煤器出口水温，增加省煤器吸热量，又可避免省煤器内给水沸腾，提高省煤器工作寿命 三.余热锅炉热工参数的优化 3.锅炉蒸汽产量的优化研究 在蒸汽参数、锅炉窄点温差和省煤器欠温等热工参数优化确定之后，可根据过热器与蒸发器两大部件的热平衡方程，优化确定锅炉蒸汽产量: 三.余热锅炉热工参数的优化 在锅炉蒸汽产量优化确定之后，即可确定排烟温度 锅炉窄点温差和省煤器欠温愈小，锅炉排烟温度也愈低。 由锅炉热平衡方程可求锅炉排烟温度： 4.锅炉排烟温度的优化研究 三.余热锅炉热工参数的优化 5.受热面烟速及介质流速的优化研究 各受热面烟速一般按12～19m/s选取。过热器较高，蒸发器次之，省煤器再次之，低压锅炉及其后的受热面较低。 烟速愈高，烟气阻力愈大，受热面就愈小，但燃机功率耗损也愈多 过热器蒸汽流速可按12～25m/s选取 省煤器水速，向上流动或水平流动可按0.25～0.8m/s选取，向下流动则按0.7～1m/s选取 沸腾式省煤器向下流动水速应达到1m/s以上 强制循环蒸发器管内锅水质量流速按防止管内汽水分层的最小质量流速优化设计，一般向上或水平流动取为250～300kg/m2s，向下流动取为550～600 kg/m2s 四.余热锅炉受热面设计的优化 1.扩展受热面的应用 扩展受热面又称肋片，是翅片、圈片、鳍片的统称，有方形、圆形、齿形、星形、针形之分，又有直立、螺旋之别 此类受热面具有传热好、重量轻、尺寸小的特点，已广为应用，大有取代传统的光管受热面之趋势 螺旋翅片管是扩展受热面中应用最多、最广泛的一种受热面型式，也是七0三所燃机余热锅炉采用的主要传热元件 四.余热锅炉受热面设计的优化 2. 螺旋翅片管的应用研究 吸引同一热量，螺旋翅片管与传统的光管受热面相比： 管排数比为1：3 重量比为2：3 尺寸比为1：2 烟气阻力比为2：3 管内介质阻力比为1：3 四.余热锅炉受热面设计的优化 3. 螺旋翅片管的设计优化 主要结构参数为： 翅片管高度h，翅片节距s，翅片厚度δ，管径d 将翅片高度h和节距s作为衡量翅化程度大小的标志 翅片高度h愈高，节距s愈小，则翅化程度愈大 在同样的烟气介质、烟气温度和烟气速度下，管径愈小，翅片高度愈高，节距愈密，则传热效果愈佳 翅片厚度的大小对传热系数影响不大 提高翅片高度h，降低翅片节距s，传热系数下降而受热面迅速上升，使传热量增加，传热效果提高 四.余热锅炉受热面设计的优化 3. 螺旋翅片管的设计优化 序号 管子 规格 翅片高度mm 翅片节距mm 翅片厚度mm 天然气 重油 天然气 轻油 重油 天然气 重油 1 φ51× 3.5 16-22 16-22 3～4 4～5 5～6 0.8～1 1～1.3 2 φ38×3 16-19 16-19 3～4 4～5 5～6 0.8～1 1～1.3 3 φ32×3 13-16 13-16 3～4 4～5 5～6 0.8～1 1～1.3 4 φ25× 2.5 10-13 10-13 3～4 4～5 5～6 0.8～1 1～1.3 螺旋翅片管的常用结构尺寸 四.余热锅炉受热面设计的优化 4. 螺旋翅片管的传热计算 传热计算按前苏联《锅炉机组热力计算标准方法》（1973年）中，烟气横向冲刷环状肋片管子计算公式进行 污染系数对传热计算的影响很大，它取决于燃机燃用燃料、受热面结构特性、烟速及烟气冲刷情况 污染系数国外推荐值： 燃机燃用天然气,ε＝0.00035m2℃/w(0.00041m2h℃/kcal)； 燃机燃用轻油，ε＝0.0008m2℃/w(0.00093m2h℃/kcal) 四.余热锅炉受热面设计的优化 4. 螺旋翅片管的传热计算 污染系数国内推荐值： 燃机燃用天然气，ε＝0.00086m2℃/w(0.001m2h℃/kcal)； 燃机燃用轻油，ε＝0.0017m2℃/w(0.002m2h℃/kcal)； 燃机燃用重油，ε＝0.0034m2℃/w(0.004m2h℃/kcal)。 上述为蒸发受热面数据，过热器取更低值，省煤器及其以后的低温受热面