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亚临界直流锅炉水冷壁管内传热恶化的试验研究
一、背景介绍
亚临界直流锅炉是目前大型火电厂的主要发电设备，其工作原理是利用燃煤等化石燃料在燃烧时释放出来的大量热能来产生蒸汽，从而驱动涡轮机转动并发电。在这个过程中，水冷壁管是起到传热作用的重要部件。由于亚临界直流锅炉运行时的状态较为复杂，壁管内传热的改善是提高锅炉效率、降低锅炉维护保养成本的关键。
二、传热恶化现象
在亚临界直流锅炉中，水冷壁管内部的传热过程是基于混合对流传热和辐射传热的。但当水冷壁管内的温度升高到一定程度时，会出现壁面传热恶化现象，即管内传热效率下降，导致锅炉效率下降、燃料损耗增大、甚至可能引起管壁破裂等安全事故。传热恶化现象的出现是由于传热过程的复杂性和系统的动态变化引起的。
三、试验研究
为了研究水冷壁管内传热恶化现象，我们进行了一系列试验研究。在试验中，我们采用了一些现代测试技术，包括热像仪、红外线热成像系统和高精度热电偶等。通过对锅炉的运行状态进行监测，我们能够实时观测水冷壁管内部的温度和传热效率等参数的变化。这些数据将有助于我们研究壁管内传热恶化现象的机理，为进一步改进锅炉系统提供有价值的信息。
通过试验研究，我们发现水冷壁管内传热恶化的原因主要包括以下方面：
1.壁面结垢：水冷壁管内部容易堆积一些灰尘、飞灰等物质，这些物质在管壁上形成结垢，导致管壁传热系数下降。
2.流动状态：沿水冷壁管壁流动的介质在流动状态不稳定时，容易产生涡流和撞击现象，导致传热恶化。
3.管内局部温度过高：在锅炉运行过程中，一些管内局部温度过高的地方容易产生传热恶化现象。
四、改善传热效率
为了改善水冷壁管内的传热效率，需要采取一些措施，具体包括：
1.定期清洗水冷壁管内部的结垢。
2.优化锅炉供水和排放水的流量和压力，使介质在管内流动状态更加稳定。
3.增加管内局部温度监测仪器，及时发现管内局部温度过高的地方，避免出现传热恶化现象。
综上所述，水冷壁管内传热恶化是目前亚临界直流锅炉建设和运行中所面临的重要问题之一。通过试验研究和改善措施的实施，可以有效提高锅炉效率、降低维护成本和避免安全事故的发生。