废热锅炉结构参数对含气率影响的研究

陈晓慧，刘智勇

（兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃 兰州 730000）

1 概述

随着世界范围的能源危机日益严重，减少能源的浪费成为重中之重，用来回收工业废热的废热锅炉在占据减少能源浪费中处于举足轻重的地位。而废热锅炉壳侧的两相流动和传热是工业生活中的常见现象。而由于烟管及其他因素对含气率的影响而造成的温度分布不均匀，设备损坏等问题很常见。

对于火管式废热锅炉的壳管式换热器的含气率的研究，陈斌等人[1]和马保卫等人[2]分别使用单纤光纤探针和电导探针对管束间含气率的分布进行测量，得出了含气率随不同参数的变化规律和水平截面含气率的计算式。李维等人[3]在已有研究成果的基础上，提出了预测带有折流板的管壳式换热器壳侧气液两相流沿水平方向横掠水平管束截面含气率的理论模型。刘朝晖[4]等人利用压差法得到了管束外部流动体积平均截面含气率。国外学者分别使用快速开启阀门法和单射线的γ 密度计测量了体积平均含气率和弦平均含气率[5～6]。

本次研究对象是一台火管式废热锅炉，液态水进口位于废热锅炉蒸发器的下部，水蒸气出口位于废热锅炉蒸发器上部，水在壳侧以两相流的模式从下到上流动，烟气在烟管内从上到下流动。使用Gambit 软件建立废热锅炉蒸发器的物理模型，划分结构化网格并进行前期处理，使用Fluent 软件对模型进行后期处理和分析计算。对其蒸发器壳侧的气液两相流采用沸腾传质模型和Mixture 多相流模型进行数值模拟，从而得出平均体积分数随液态水进口温度，蒸汽出口管径以及烟管直径的变化而发生的变化。……