污垢热阻的实验研究及其在经济性分析中的应用

摘要

该文针对具体的水质条件,以冷水机组作为实验平台,直接用珠江水作为循环冷却水来研究生物污垢.通过在自来水中加入高岭土颗粒来模拟珠江水中的泥沙悬浮颗粒,以此来研究生泥沙颗粒污垢.该文综述了国内外污垢方面的研究成果,在此基础上提出该课题的研究内容和方法.利用计算机集成技术,开发了污垢热阻实验装置,实现了实验数据自动采集和分析,满足实验长周期不间断的工作要求.利用正交实验设计方法对泥沙颗粒污垢实验进行安排,以最小的实验次数获取更多的实验信息.凝汽器真空度的变化引起汽轮机组微功率的变化,而凝汽器冷却水管内流速通过影响冷却水侧换热系数和污垢热阻来直接影响冷凝压力的变化.考虑到凝汽器冷却水侧污垢热阻随冷却水流速改变而改变,以最大经济效益为目标函数建立数学模型,由此得出最优冷却水流速和最优冷却水输水管直径,并分析影响最优流速和最优直径的影响因素.电站凝汽器胶球清洗装置运行工况是影响电厂经济性运行的一个重要因素,其存在最优运行时间和最优清洗时间使得经济损失降为最小,而污垢热阻生长规律对胶球清洗装置的最优运行时间和最优清洗时间有很大影响.建立以凝汽器胶球清洗装置单位时间经济损失为目标函数的数学模型,通过优化计算得出最优运行时间和最优清洗时间.分析了渐近污垢热阻、时间常数、胶体价格和使用寿命以及电价对机组最优运行工况的影响,提出通过查图表来确定胶球清洗装置最优运行工况的方法.

目录

文摘

英文文摘

主要符号表

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1能源利用的紧迫性

1.1.2污垢影响换热设备的工作性能

1.1.3污垢热阻导致巨大经济损失

1.2国内外的研究现状

1.2.1国外的研究情况

1.2.2国内的研究情况

1.3课题研究的依据、内容和方法

1.3.1课题研究依据

1.3.2研究内容

1.3.3实验研究方法

第二章实验装置

2.1实验台介绍

2.1.1冷水机组

2.1.2数据采集与监控系统

2.1.3搅拌装置

2.1.4冷却水泥沙浓度测量装置

2.2试验装置的总体构成

2.3实验装置实现的功能

2.4本章小结

第三章实验原理及方法

3.1基本原理

3.2冷凝器污垢热阻监测理论依据

3.2.1几何特性计算

3.2.2污垢热阻计算

3.3实验方法

3.3.1测量冷凝器及换热管的几何尺寸

3.3.2实验方案

3.4系统可靠性验证

3.5本章小结

第四章实验结果及分析

4.1污垢热阻的基本理论

4.2实验结果及分析

4.2.1生物污垢实验结果及分析

4.2.2泥沙颗粒污垢实验结果及分析

4.3本章小结

第五章污垢热阻研究的实际应用

5.1内壁光滑管与内壁强化管使用经济性比较

5.1.1经济性比较原理

5.1.2实例计算

5.1.3计算结果及分析

5.1.4小结

5.2考虑污垢因素的凝汽器经济性分析

5.2.1数学模型

5.2.2实例计算及分析

5.2.3小结

5.3电站凝汽器胶球清洗装置最优运行工况的综合评价

5.3.1数学模型

5.3.2实例计算及分析

5.3.3小结

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢