富氧燃烧方式下锅炉对流受热面的优化设计

摘要

富氧气氛下由于烟气量的减少以及锅炉热效率提高所带来的燃料量的减少使得烟气中的粉尘量得到一定的降低，这就为电站锅炉水平烟道烟气流速的提高带来了可能。增加烟气流速虽然强化了传热，但同时也增大了传热不可逆和流动不可逆。根据热力学第二定律，对电站锅炉运行中对流受热面进行熵产分析，建立了受热面传热熵产和流阻熵产的计算模型，综合考虑受热面投资，提出了一项评价锅炉对流受热面经济性的指标——单位传热量的总费用。以该指标最小为目标函数，对某电站300MW燃煤锅炉在富氧燃烧方式下的尾部低温过热器进行优化设计，分析其在不同烟气流速下受热面单位传热量总费用的变化规律。计算结果表明，随着烟气流速的上升，换热器单位传热量的总费用先降低后增大，在烟气流速为13m/s时达到最小。该指标不仅能反映受热面不可逆作功损失的多少，还能反映受热面传热量的大小和投资的多少，对富氧燃烧方式下锅炉对流受热面的优化设计具有一定的指导意义。