跨临界CO_(2)两相流可调式喷射器的流动模拟和性能分析

作为CO_(2)制冷/热泵系统重要的节能部件,喷射器的工作能力对系统性能的提升有着重要影响。尽管CO_(2)喷射器的结构简单,但其内部流动十分复杂,包含非平衡相变、跨声速和马赫波等物理现象。为此,本研究建立了用于CO_(2)两相流模拟的均相弛豫模型(HRM),通过实验数据验证了模型的可靠性,并以此开展了对可调式喷射器的数值研究,分析了有无探针、探针位置和工况变化对可调式喷射器性能和内部流动的影响。研究结果表明,探针增加了一次流的不可逆损失,同时也改变了喷嘴出口一次流的膨胀状态;通过探针调整喷嘴喉部面积,提高了喷射器适应不同工况运行的能力,使喷射器在不同工况下保持最佳的运行状态;与固定式喷射器相比,可调式喷射器效率平均提升10.74%。

350MW超临界机组可调式蒸汽喷射器工业供热性能数值模拟研究及试验验证

为解决“以热定电”传统运行模式下燃煤热电联产机组在中、低负荷运行时,工业供热量不足、蒸汽参数不达标等问题,某350 MW热电联产机组引进了世界首套应用于超临界机组的增汽机工业供热系统。利用计算流体力学软件,对该系统的核心部件可调式蒸汽喷射器进行三维数值模拟,在模拟结果经现场试验试验验证其可靠性后,分析了不同工作参数(工作蒸汽压力、引射蒸汽压力和背压)和结构参数(面积比)对其工作性能(引射系数和出口流量)和调节能力产生的影响。结果表明:临界背压决定其在变工况时的调节能力,随面积比的增大而减小;通过改变结构参数,可以削弱工作参数对其性能产生的影响,拓宽增汽系统的适用范围,利于热电解耦;扩压室段二次激波的产生会使其引射系数减小,系统经济性降低。

350MW超临界机组可调式蒸汽喷射器工业供热系统热电联产性能分析

为解决“以热定电”传统运行模式下燃煤热电联产机组在中、低负荷运行时,工业供热量不足、蒸汽参数不达标等问题,将可调式蒸汽喷射器与350 MW热电联产机组热力系统相耦合,构建新工业供热系统。利用电站设计软件EBSILON,对机组热力系统进行建模计算,其结果经现场运行数据验证其可靠性后,将新旧两种工业供热系统加入模型,对比分析了不同中、低负荷工况下两种系统的对外工业供热能力和机组热经济性差异。结果表明:新系统可以保证机组负荷在30%THA至80%THA波动时保质保量对外工业供热;机组每年非采暖季使用新系统预计可减少发电煤耗0.83万吨,CO_(2)和SO_(2)分别等量减排2.18万吨和11.5吨;预期投资回收期远低于设计寿命,项目可行性较高。