渐缩型混合室引射式加热器加热性能理论分析与实验

摘要

面对当前剧增的能源需求与资源接近枯竭的矛盾，热力发电厂节能降耗已迫在眉睫，降低热力发电厂低压加热系统面式加热器可用能损失，提高机组运行热经济性成为电厂节能技术的关键点之一。而在研发热力发电厂低加系统加热器过程中，低加系统的变工况运行特性又限制了加热器性能的提高。因此，开发和研究一种高加热效率、高传热系数、适合低加系统变工况特性的新型加热器不仅可以节约能源，而且具有重要的学术意义和工业应用前景。
　　针对低加系统变工况运行的特点，从变工况匹配能力以及强化加热性能和降低两相混合?损失的角度出发，在总结国内外对引射式加热器研究的基础上，提出一种带有渐缩型混合室的引射式低压加热装置。确定了其整体升压和加热的理论计算模型以及?效率分析模型。针对目前热力发电厂低压加热系统的运行工况和实验室具体条件确定该装置具体尺寸参数，并采用理论分析与实验研究相结合的方法确定该装置的引射性能、加热性能以及?效率。应用等效焓降理论和相似准则，提出适用于发电厂的多级升压的渐缩型混合室引射式低压加热系统，并对比分析了660MW和300MW机组替代方案的可行性与热经济性变化。
　　研究结果表明：渐缩型混合室引射式加热器混合室最佳轴向长度与入口两相流密度比和速度比有关，并且与混合室喉部直径呈线性关系。该装置引射能力强，混合室内保持一定的真空度，完全可以抽吸目前主流机组末级抽汽并能稳定运行；提高蒸汽压力和入水温度都有利于加热温升的提高，在0.2MPa的蒸汽压力下出口温升达到50℃以上，最大出口温度达到106℃，完全能够达到热力发电厂各级低压加热器焓升以及进入除氧器给水温度要求。
　　理论与实验对比研究还发现，该装置的?效率与入水压力和温度、蒸汽压力以及引射系数有关，理论计算与实验结果对比其变化规律相同，误差在15％以内，为该装置在实际应用中高?效率运行提供参考。
　　结合理论计算和实验结果，以及相似准则和等效焓降计算分析表明，渐缩型混合室引射式加热器应用于300MW以上机组低压加热系统是可行的，采用四级逐级升压的引射式加热系统，660MW机组热经济性可以提高0.246%，300MW略低，可提高约0.22%左右，具有很大的节能潜力。

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主要符号表

1 绪 论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 引射式加热器简介

1.3 引射式加热器研究概述

1.4 引射器应用于电厂的研究

1.5 课题研究内容及创新点

2 渐缩型混合室引射式加热器工作性能理论计算模型

2.1 渐缩型混合室引射式加热器结构特征和工作原理

2.2 渐缩型混合室引射式加热器工作性能的计算模型

2.3 渐缩型混合室引射式加热器工作性能的?分析模型

2.4 本章小结

3 渐缩型混合室引射式加热器工作性能影响因素分析

3.1 前言

3.2 渐缩型混合室引射式加热器尺寸计算

3.3 工作参数对加热器工作性能的影响分析

3.4 结构参数对加热器工作性能的影响分析

3.5 渐缩型混合室引射式加热器?效率分析

3.6 本章小结

4 渐缩型混合室引射式加热器的工作性能实验

4.1 实验系统设计及实验设备简介

4.2 实验结果分析

4.3 本章小结

5 渐缩型混合室引射式加热器在电厂低压加热系统中的应用

5.1 前言

5.2 可行性分析

5.3 热经济性分析

5.4 本章总结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附 录