墙式锅炉屏式过热器低负荷热偏差特性数值模拟研究

《墙式锅炉屏式过热器低负荷热偏差特性数值模拟研究》是一篇探讨火力发电厂中锅炉设备运行性能的学术论文。该研究聚焦于墙式锅炉中的屏式过热器在低负荷工况下的热偏差特性，通过数值模拟的方法分析其温度分布和热应力变化，为优化锅炉设计和运行提供了理论依据。

在火力发电系统中，锅炉是核心设备之一，而屏式过热器作为锅炉的重要组成部分，承担着将饱和蒸汽加热为过热蒸汽的任务。由于屏式过热器通常布置在炉膛上部，其工作环境复杂，受热面容易出现热偏差现象。热偏差指的是在同一受热面上，不同区域的吸热量或蒸汽温度存在差异，这可能导致局部过热甚至损坏设备。

在正常负荷运行条件下，屏式过热器的热偏差问题相对可控，但在低负荷运行时，由于烟气流量减少、温度分布不均等因素，热偏差问题可能加剧。因此，研究低负荷工况下的热偏差特性对于提高锅炉的安全性和经济性具有重要意义。

本文采用数值模拟的方法对屏式过热器在低负荷条件下的热偏差特性进行研究。研究过程中，首先建立了锅炉的整体模型，并对屏式过热器的结构进行了详细描述。随后，基于计算流体力学（CFD）方法，对炉膛内的流动、传热过程进行了模拟，同时考虑了辐射换热和对流换热的影响。

在模拟过程中，研究者选取了多个典型工况进行分析，包括不同负荷水平下的烟气温度、速度分布以及受热面的吸热量分布情况。通过对这些数据的分析，可以直观地看到屏式过热器在低负荷运行时的热偏差表现。

研究结果表明，在低负荷工况下，屏式过热器的热偏差现象显著增加。主要原因是烟气流量降低导致炉内温度场分布不均匀，部分区域的吸热量明显高于其他区域，从而造成局部温度过高。此外，由于烟气流速减慢，对流传热效率下降，进一步加剧了热偏差。

针对上述问题，本文提出了几种可能的改进措施。例如，优化屏式过热器的结构设计，使其更适应低负荷运行；调整燃烧器的布置方式，改善炉内温度分布；或者引入辅助加热装置，以平衡受热面的吸热量。这些措施有助于减轻热偏差带来的负面影响，提高锅炉运行的安全性和稳定性。

此外，本文还讨论了数值模拟方法在锅炉热力分析中的应用价值。相比传统的实验方法，数值模拟能够更快速、低成本地获取大量数据，并且可以对多种工况进行仿真分析。这对于指导实际工程设计和运行优化具有重要的参考意义。

综上所述，《墙式锅炉屏式过热器低负荷热偏差特性数值模拟研究》是一篇具有较高学术价值和技术应用前景的研究论文。它不仅深入分析了屏式过热器在低负荷工况下的热偏差特性，还为相关设备的设计与运行提供了科学依据。随着能源需求的不断增长，如何提高锅炉设备的效率和安全性成为行业关注的重点，而此类研究无疑为实现这一目标提供了有力支持。