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2012年度本科生毕业答辩 目前国内各电厂锅炉使用的回转式空气预热器普遍存在漏风量偏大的问题, 有的甚至漏风高达40%, 从而影响锅炉燃烧工况和效率。目前, 一些研究都是针对空气预热器结构的改进和热力计算, 而从热力学方面研究的比较少。本文根据热力学第二定律, 对回转式空气预热器漏风不可逆引起的?损失进行计算分析, 从理论上指出回转式空气预热器进一步改进的潜力和发展方向。 近年来火用分析的发展巳经成为全球性的热门课题。其所以如此,原因甚多,最根本的原因在于人们对能源短缺和节能意识不断增长所致。年代初发生的席卷全球的能源危机,促进了人们对评价能量价值的新理论和新技术的探求。 回转式空气预热器 特点：结构较复杂，但很紧凑，外形尺寸和所占空间小 ，受热面壁温较高，因而烟气腐蚀较管式轻。但其密封结构要求较高，否则漏风量大；此外，蓄热板的流通间隙小，容易造成积灰、堵灰，必须带有吹灰设备，并经常进行吹扫。 （二）、相关假设 空气、烟气均为理想气体； 回转式空气预热器和外界没有热量交换； 空气、烟气的物性都以进、出口温度的算术平均温度为基准； 锅炉的燃烧为完全燃烧； 混合后烟气的压力近似等于大气压力； 空气、烟气的压力保持不变，为常数。 漏风过程是冷空气与热烟气相混合的过程，此过程是一个不可逆过程，必然有火用损失，根据火用平衡方程有： 而漏风系数： 火用平衡方程可简化为： 火用损率： 烟气化学火用： 烟气的火用： 总 结 总 结 回转式空气预热器漏风?损系数与锅炉的负荷有关，随着锅炉负荷的降低漏风?损系数增大；回转式空气预热器的漏风系数越大，则?损系数也越大。 空气预热器漏风火用分析 指导教师:吕萍 答辩人：张小龙 专业：热能与动力工程 汇报内容 论文背景 国内外研究动态 论文的主要工作 总 结 火用分析法不仅可以评价用能过程，而且可以揭示出分析对象(系统)在热力学完善性意义上的薄弱环节，也可以在这一意义上进行质量评定和最优参数分析。 工质?的定义 与环境处于热力不平衡的闭口系，当它与环境发生作用、可逆地变化到与环境平衡时，可作出的最大有用功，称为闭口系工质的热力学能?。 ?参数的引出，为评价能量的“量”和“质”提供了一个统一尺度。 工质?、?平衡方程及其?损失 稳定流动工质的物理?由焓、动能、位能三部分组成，但在许多情况下动能与位能相对于焓很小，常可忽略不计，因此稳流?又可简化为焓?。1kg稳流工质的比焓?为： 对于理想气体混合物1kg稳流工质的比焓?为： ?平衡：输入系统的?减去输出系统的?，再减去?损失等于系统的?增量。 对于任意工程系统的?平衡都可以用下列方程从总体上来描述： 1kg稳流工质的化学比?为： 对于理想气体混合物化学比?对应的计算式为： 空气预热器概述 空气预热器工作原理 空气预热器是利用烟气的热量来加热燃烧所需空气的热交换设备。一方面由于它工作在烟气温度最低的区域，回收了烟气的热量，降低了排烟温度，因而提高了锅炉效率；另一方面热空气来烘干原煤和煤粉，有利于燃料的破碎和研磨，同时预热后的空气能提高炉膛内烟气温度使煤粉气流着火稳定、燃烧迅速、燃烧完全，减少了燃料不完全燃烧热损失，提高锅炉效率。 空气预热器的类型 空气预热器 传热式 蓄热式 板式空气预热器 管式空气预热器 回转式空 气预热器 热管式空 气预热器 回转式空气预热器 回转式空气预热器结构较复杂，但很紧凑，外形尺寸和所占空间小 ，受热面壁温较高，因而烟气腐蚀较管式轻。但其密封结构要求较高，否则漏风量大；此外，蓄热板的流通间隙小，容易造成积灰、堵灰，必须带有吹灰设备，并经常进行吹扫。 受热面回转式（容克式） 风罩回转式（罗特米勒式） 回转式空气预热器 热管空气预热器 具有相对较高的传热系数 依靠提高冷热流体流速来提高传热系数 流动阻力增加，能耗增加，磨损增加 分析计算 （一）、原始数据 本文中所用到的空气预热器是武汉锅炉厂为山西漳山发电有限责任公司设计的容克式三分仓回转式空气预热器，烟气和空气以逆流方式换热 。 漏风机理：容克式空气预热器主要由筒形转子和外壳组成，转子是运动部件，外壳是静止部件，动静部件之间肯定有间隙存在，这种间隙就是漏风的渠道。 100%负荷、过量空气系数为1.25 先以1kg燃料燃烧为基准烟气中各组成气体的容积 。（CO2、SO2、N2、H2O）此外还有过量空气带入的N2、O2。 然后计算各组成气体的摩尔分数，进而计算其质量分数。 根据空预器烟气