超临界循环流化床锅炉水冷屏竖直集箱流量分配数值模拟及试验研究
2013-09-21张冬青刘计武
动力工程学报 2013年1期
关键词:分配
张冬青, 杨 冬, 刘计武, 肖 峰
(1.西安交通大学 动力工程多相流国家重点实验室,西安710049;2.上海锅炉厂有限公司,上海200245)
随着循环流化床技术的不断成熟,近年来大容量、高参数超临界循环流化床锅炉技术的自主研发成为国内众多企业和学者关注的焦点[1].为了增加蒸发受热面,在设计自主研发的350MW超临界循环流化床锅炉时,上海锅炉厂有限公司在炉膛中布置了类似屏式过热器结构的水冷屏.气液两相流经并联下降管进入水冷屏中间竖直集箱,并沿集箱主管流入并联上升管,最后进入炉顶出口集箱.中间竖直集箱不仅起汇集气液两相流的作用,而且又承担两相流二次分配的任务.均匀分配两相流的流量是受热并联上升管安全工作的重要保证,因此正确预测气液两相流流量的分配成为很多研究者关注的热点问题[2-5].针对上海锅炉厂有限公司350MW 超临界循环流化床锅炉的水冷屏特性,笔者对竖直集箱内两相流流量分配进行了理论预测和试验验证,为锅炉的设计和运行提供理论和实践依据.
1 试验系统及原理
1.1 试验系统与结构
由于实际高温高压蒸汽很难在实验室获得,气液两相流流量不易准确分离测量,且试验工况难以进行可视化观察.根据相似原理,采用常压空气-水两相流动模拟实际锅炉工况.水冷屏中间竖直集箱由外径45mm、壁厚5mm的有机玻璃制成(见图1),选取4根下降管和4根上升管[6]为研究对象.

图1 试验结构图(单位:mm)Fig.1 Schematic diagram of the experimental system(unit:mm)
