超临界循环流化床锅炉深度调峰时水冷壁流动不稳定特性计算分析

摘要

针对深度调峰时超临界循环流化床锅炉水冷壁管道内的汽液两相流动不稳定问题，提出了一种适用于不同工况的频域法数学模型。通过对质量、能量、动量方程进行小扰动线性化后经拉普拉斯变换得到了用于描述管道内汽液流体流动稳定性的传递函数，通过图解奈奎斯特图的方法判断管内工质流动的稳定性。然后，通过该模型计算了某350 MW超临界循环流化床锅炉水冷壁管段的不稳定边界并研究了不同参数对流动不稳定特性的影响。计算结果表明：所选回路在20%和50%锅炉最大连续蒸发量负荷发生流动不稳定时，热负荷分别为76.09 kW·m^-2和113.52 kW·m^-2,水冷壁管道流动稳定且安全；入口过冷度对临界热流密度的影响呈非单值性；增大质量流速使流体的进口和出口密度差减小，有利于流动的稳定；增大入口节流系数，可以抑制入口处流量的脉动，有利于流动的稳定；在不同的工况条件下，改变管段倾斜角度会对流动稳定性产生不同的影响。

关键词

深度调峰 / 流动不稳定性 / 频域法 / 超临界循环流化床锅炉

基金资助

国家重点研发计划资助项目(2022YFB4100303)