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D型锅炉水动力系统由于不布置不受热的集中下降管而具有一定的特殊性。本文深入研究了D型锅炉的水动力特性获得了以下成果: 编制热力计算表格对100%工况做了热力计算,对炉膛燃烧及辐射换热进行了数值模拟,两结果对比分析表明,理论计算中相关参数选取合理,因此用该表格对50%、30%、20%工况做了热力计算,得到各部件换热功率等参数随工况变化的规律。研究了燃烧器高度对热力性能的影响,得出了燃烧器高度设计合理的结论。 研究发现当前D型锅炉水动力计算不准确的原因是很难准确判定对流管束中的工质流向,工程上常采用经验进行假设,然而假设与实际往往相差很大。为解决该难题,通过深入理论分析,得出管内工质流向本质上是由系统运行压差与停滞压差的大小关系决定的。因此编制了对流管束各管排热量分配程序和停滞压差计算程序,结合水动力计算准确判定了对流管束中上升管、下降管的具体排数。 通过水动力计算得出了炉膛前墙、后墙、侧墙、对流管束上升管部分、下降管系统五个回路循环水速、质量含汽率以及锅炉循环倍率等评价水动力可靠性的参数,及其随工况变化的规律和关系式,方便了工程实际应用,给出了锅炉安全运行工况的范围。 炉膛侧墙是本锅炉循环水速最低的区域,最容易发生循环停滞、倒流、超温爆管等事故,因此作了停滞和倒流校验。在软件Fluent加入了蒸发相变UDF函数,对侧墙受热最强管进行了管内汽水两相流流动与传热的三维数值模拟,并与壁温理论计算和过冷沸腾校核作了对比,模拟结果和理论计算基本一致,证明了该模型的可靠性。 从提高水动力可靠性及安全运行等角度,提出了结构优化的措施,对D型锅炉的设计、安全运行具有一定的指导意义。