一種電廠煙氣余熱利用系統性能仿真測試實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電廠煙氣余熱利用系統性能仿真測試實驗裝置。
【背景技術】
[0002]我國的能源結構決定了以燃煤發(fā)電為主體的格局在很長一段時間內不會有大的變化。近年來，我國電力裝機容量增速迅猛，截至2013年底，全國電力裝機總容量已達12.47億千瓦，僅次于美國，其中火電為8.62億千瓦，占全國總裝機容量的69%，并預計在2015年我國火電裝機容量將達9.33億千瓦，火電發(fā)電量約占總發(fā)電量的80%以上，年消耗燃煤可達20億噸以上。大型火電機組的“節(jié)能減排” 一直是國家的重要能源政策，各電廠面臨著節(jié)能的巨大潛力。
[0003]在鍋爐的各項損失中，排煙損失是最大的一項，降低排煙溫度對于節(jié)能減排具有重要的實際意義。目前鍋爐排煙溫度通常為120-140°C，排煙溫度每降低10?20°C，鍋爐熱效率提高約0.6%?1%，相應少耗煤1.2%?2.4%。鍋爐尾部排煙余熱屬于低品位熱源，具有煙氣量大、能量密度低、回收困難等特點；但其利用潛力巨大，如果能充分利用，不僅可節(jié)約大量能源，帶來可觀的社會經濟效益，解決能源緊張問題，還可以大幅降低環(huán)境污染。目前關于排煙余熱利用的研宄很多，可做為回熱熱量引入蒸汽回熱系統，用于加熱汽輪機凝結水，或通過加熱空氣預熱器進口冷空氣以引入鍋爐，均有一定的節(jié)能效果。
[0004]目前，雖然“利用排煙余熱加熱空氣預熱器進口冷空氣以引入鍋爐節(jié)能系統”的理論研宄已經很充分了，但是實際工程經驗仍不足，尤其是電廠現場環(huán)境復雜，很多位置不適合安裝測點，測量安裝受限制；有些測量裝置老化損壞，導致測量結果不準確；僅根據設計工況確定系統設備容量，沒有分析變工況以及極限工況，導致系統可靠性不完善；采用工藝模擬軟件進行仿真計算，得到的結果有局限性。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種電廠煙氣余熱利用系統性能仿真測試實驗裝置，本裝置在滿足電廠各設備流場相似原則的基礎上，簡化系統，保證測量準確性；根據電廠系統實際工況模擬各設備的流動、換熱特性，對系統進行仿真。
[0006]為了實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0007]一種電廠煙氣余熱利用系統性能仿真測試實驗裝置，包括離心風機、試驗段、仿真部件、自動調節(jié)閥和測量裝置，其中:
[0008]所述試驗段包括電加熱試驗段、煙氣換熱器模擬試驗段、空氣溫度調節(jié)試驗段和空氣預熱試驗段；
[0009]離心風機設置于進風口處，離心風機的出風口通過管道分為兩路，一路上依次設有電加熱試驗段、煙氣換熱器模擬試驗段；
[0010]另一路上依次設置有空氣溫度調節(jié)試驗段和空氣預熱試驗段，空氣預熱試驗段與煙氣換熱器模擬試驗段通過管道連接；
[0011]管道外設置有仿真部件，仿真部件包括膨脹水箱、循環(huán)水泵和恒溫水浴，與試驗段連接；
[0012]空氣預熱試驗段排出的空氣與煙氣換熱器模擬試驗段排出的空氣一起排出室外，測量裝置測量試驗段的參數，并將其傳輸給數據采集器。
[0013]所述離心風機的出風口處設有調節(jié)擋板閥，電加熱試驗段和空氣溫度調節(jié)試驗段的進風口端設有調節(jié)擋板閥。
[0014]1、用于換熱管束的換熱、阻力特性測試的仿真測試實驗裝置，包括離心風機、試驗段、仿真部件和測量裝置，其中:
[0015]所述試驗段包括煙氣換熱器模擬試驗段和空氣預熱試驗段；
[0016]離心風機設置于進風口處，離心風機的出風口通過管道分為兩路，一路設有煙氣換熱器模擬試驗段、另一路上設置有空氣預熱試驗段；
[0017]管道外設置有仿真部件，恒溫水浴，將恒溫水浴的進、出水管分別與待測定煙氣換熱器模擬試驗段換熱管束、空氣預熱試驗段換熱管束的進、出水管連接，形成循環(huán)水閉環(huán)路，恒溫水浴上設有恒溫水箱循環(huán)泵；
[0018]空氣預熱試驗段排出的空氣與煙氣換熱器模擬試驗段排出的空氣一起排出室外，測量裝置測量試驗段的參數，并將其傳輸給數據采集器。
[0019]所述測量裝置包括皮托管、電子微壓計和轉子流量計，其中，煙氣換熱器模擬試驗段和空氣預熱試驗段后端各設置一個皮托管，皮托管連接電子微壓計，恒溫水箱循環(huán)泵與待測試驗段之間水環(huán)路設有轉子流量計。
[0020]所述恒溫水浴的進、出水管分別與煙氣換熱器模擬試驗段和空氣預熱試驗段的待測定換熱管束的總進、出水管連接，形成循環(huán)水閉環(huán)路；待測換熱管束的風道調節(jié)閘閥開啟，另一風道調節(jié)閘閥閉合。
[0021]所述皮托管和微壓計測量試驗段的穩(wěn)流橫截面的平均風速，并在煙氣換熱器模擬試驗段和空氣預熱試驗段前后兩側設置溫度傳感器，用數據采集器逐時測定試驗段進、出口風溫。
[0022]所述恒溫水浴與換熱管束相連并經過離心水泵、轉子流量計向換熱管束供水，在恒溫水浴于換熱管束之間的連接進、出水管上安裝進水、出水溫度傳感器，用數據采集器逐時測定試驗段進、出口水溫。
[0023]2、用于不同影響因素下的動態(tài)響應試驗的仿真測試實驗裝置，包括離心風機、試驗段、仿真部件和測量裝置，其中:
[0024]所述試驗段包括電加熱試驗段、煙氣換熱器模擬試驗段、空氣溫度調節(jié)試驗段和空氣預熱試驗段；
[0025]離心風機設置于進風口處，離心風機的出風口通過管道分為兩路，分別利用閘板控制風速，以滿足煙氣側與空氣側的流量比；一路上空氣先經電加熱試驗段，用干燒空氣電加熱管將空氣加熱后，進入煙氣換熱器模擬試驗段，進行換熱；
[0026]另一路上空氣先經空氣溫度調節(jié)試驗段，將空氣加熱或冷卻后，進入空氣預熱試驗段，進行換熱，空氣預熱試驗段排出的空氣與煙氣換熱器模擬試驗段排出的空氣一起排出室外，分別在煙氣換熱器模擬試驗段、電加熱試驗段、空氣預熱試驗段以及空氣溫度調節(jié)試驗段的矩形風道進出口處設定溫度和風速測點；
[0027]管道外設置有仿真部件，仿真部件包括恒溫水浴、膨脹水箱，將恒溫水浴的進、出水管分別與空氣溫度調節(jié)試驗段的換熱管束的進、出水管連接，形成循環(huán)水閉環(huán)路，對空氣預熱器入口空氣溫度進行調節(jié)；空氣預熱試驗段和煙氣換熱器模擬試驗段通過下進上出的方式連接水管，形成閉式循環(huán)回路，并在循環(huán)水泵入口處設置膨脹水箱，進行補水定壓；
[0028]空氣預熱試驗段排出的空氣與煙氣換熱器模擬試驗段排出的空氣一起排出室外，測量裝置測量試驗段的參數，并將其傳輸給數據采集器。
[0029]所述煙氣換熱器模擬試驗段采用H型翅片管或螺旋翅片管順列或錯列排布，空氣預熱試驗段采用螺旋翅片管管束順列或錯列排布，管內循環(huán)水流動，兩試驗段均采用下進上出的方式進行連接水管，循環(huán)水在煙氣換熱器模擬試驗段吸熱溫度上升，在空氣預熱試驗段放熱溫度下降，形成閉式循環(huán)回路，由循環(huán)泵改變流量進行變流量工況試驗，并設置開式高位膨脹水箱進行定壓，分別在煙氣換熱器模擬試驗段和空氣預熱試驗段的上下水集箱進出口管段處設定溫度測點，得到水側各點的進出口溫度。
[0030]所述空氣溫度調節(jié)試驗段采用矩形橢圓翅片管束排布，恒溫水浴的水作為在管內流動，通過調節(jié)恒溫水浴的水溫來調節(jié)空氣預熱試驗段前的空氣入口溫度，并在試驗段的上下水集箱進出口管段處設定溫度測點，得到水側的進出口溫度。
[0031]所述電加熱試驗段采用干燒空氣電加熱管對空氣進行加熱，采用高溫空氣模擬煙氣，為了保證加熱空氣溫度的恒定，附加控溫裝置；采用智能PID溫控儀和SSR固態(tài)繼電器的控溫系統，溫控儀通過安裝在煙道中的熱電偶測點實時監(jiān)測煙道溫度，以此為依據控制固態(tài)繼電器的吸合與斷開，最終達到實驗所需溫度。
[0032]3、用于系統可靠性的調節(jié)特性試驗的仿真測試實