超临界压力锅炉炉膛水冷壁系统的设计研究

文章结合600MW超临界压力变压运行的垂直上升管圈水冷壁的设计实例.进行可行性的论证.论述和分析了水冷壁中质量流速和热负荷、水冷壁的水动力特性、相邻管间允许的工质温差和水冷壁的连接系统等问题.分析和计算表明:设计取用的额定负荷时的质量流速1929kg/m~2s能对水冷壁管起有效的冷却作用.无论是超临界压力或变压运行(系指在50～90%MCR负荷时变压运行),水动力特性是可靠的.超临界压力时没有传热恶化现象发生.运行在亚临界压力时,中辐射上部的偏差管虽可能发生膜态沸腾,但已避开最大热负荷区,最高管壁温度不超过412℃.没有停滞和倒流现象,水力偏差也不大.     

超(超)临界压力锅炉垂直管屏水冷壁水动力与热偏差调整建议

垂直管圈超(超)临界压力锅炉一般都在水冷壁管入口安装节流圈,以调节工质流量,使其与对应区域的热负荷相匹配,但是该类型锅炉在投运后往往出现水冷壁节流圈结垢、水动力和热偏差,以致发生爆管.通过对水冷壁结构特点的分析,对爆管原因进行了研究,参考亚临界垂直管圈直流锅炉水动力调整经验,提出超(超)临界压力锅炉垂直管屏水冷壁系统改进和进行水动力调整的建议,即减少水冷壁管入口节流圈数量,在水冷壁管(屏)的入口安装调节装置以及加装水冷壁管屏的监视测点等.     

望亭发电厂14号炉下辐射进口节流阀改节流孔板试验研究

本文介绍望亭发电厂14号炉水冷壁下辐射进口节流调节阀改为节流孔板的试验研究情况.阐述节流孔板对水冷壁流量分配和抑制热偏差的作用,介绍节流孔板选型、设计和标定方法,及节流孔板安装后冷态水动力校核和热态水冷壁运行考核试验情况.结果表明:改用节流孔板后水冷壁能安全、可靠、经济运行,可供同类型锅炉应用作参考.     

锅炉的刚性梁

此发明述及锅炉的刚性梁。当锅炉的水冷壁是由垂直管组成,刚性梁结构一般是由位于不同高度围绕锅炉外壁的水平钢梁构成。水冷壁管与锅炉内部的高温燃烧气体有热传导关系,当锅炉由冷态启动到热态全负荷运行时,水冷壁管受到数量相当可观的线性热膨胀。刚性梁位于锅炉的外壁,与热的气流没有直接的接触,线性膨胀量很小。故对于水冷壁和刚性梁之间由于不同的热膨胀而产生的相对位移必须加以考虑。到目前为止的设计,一般惯用刚性梁悬挂在水冷壁管上的结构来承受垂直位移,     

垂直管屏式直流锅炉热态水动力调整方法

针对现场实际情况,在研究大量文献的基础上,提出了一种新的垂直管屏式直流锅炉水动力调整方法——热态调整法。该方法克服了冷态水动力调整的弊病,还根据热态调整法的数学模型,可直接求解各节流阀的开度,实现了水动力调整的一次到位。针对SG-1025-2UP型直流锅炉,编制了水动力调整程序,并进行了计算,验证了调整程序的合理性。     

超(超)临界压力直流锅炉垂直管圈水冷壁特性的研究

介绍了代表不同技术流派的 3 台1 000 MW超(超)临界压力锅炉的设计与技术特点,以及实际运行时锅炉水冷壁的阻力情况,重点分析了垂直管圈水冷壁的阻力特性和在各种运行工况下的水动力特性.结果表明:在高负荷下运行时,垂直管圈水冷壁的阻力远大于螺旋管圈水冷壁;低负荷运行时炉膛热负荷偏差对水冷壁安全性的影响远大于高负荷时的影响.同时,提出了今后深入研究水冷壁的若干重点.     

超超临界垂直管圈锅炉水冷壁汽温偏差及节流圈调整方案研究

为解决660 MW超超临界锅炉垂直管圈水冷壁汽温存在偏差、温度波动大和水冷壁出现横向裂纹等问题,进行了试验研究和水动力计算。根据锅炉设计方案,建立了某电厂锅炉流动网络系统的水动力计算数学模型,并在锅炉水冷壁上铺排工质温度测点;根据实炉测量数据,对1号机组270 MW负荷时炉内热负荷和热偏差的分布进行了计算分析;然后调整了节流圈的布置方案,计算调整后的水动力和流动不稳定性。结果表明：调整后出口汽温更加均匀,调整后的方案能更好地防止汽温波动,且不会发生脉动;节流圈调整后中高负荷下的垂直管圈水冷壁汽温分布更均匀,汽温偏差问题明显改善。     

UP型直流锅炉水动力调整

分析了国产UP型直流炉水动力调整方面的几个问题,讨论了水动力冷、热态工况下调整计算的不同方法。     

超超临界锅炉水冷壁传热特性和温度偏差

叙述了变压运行超超临界锅炉水冷壁的运行特点,传热恶化、温度偏差与水动力稳定性的国内外研究结果,提出了对垂直内螺纹管水冷壁质量流速的选取和水动力不稳定性校核的看法.     

直流锅炉采用低NO_x燃烧技术后的水动力试验研究

结合某公司300 MW燃煤UP型直流锅炉低NOx燃烧改造实例,进行了水动力原始偏差测定。同时以70%BMCR作为基准负荷,控制包覆出口压力12 MPa,进水量632 t/h,以50%负荷与30%负荷作为校核试验,并对整个热态启动过程炉内温度状况和水动力情况进行了评述。试验结果表明,低NOx燃烧改造的燃烧系统设计可有效地保护水冷壁,并配合精细的水动力特性调整,使得UP型锅炉的水冷壁安全性大为提高。     

超临界W型火焰锅炉垂直水冷壁水动力特性研究

对超临界W型火焰锅炉垂直水冷壁的水动力特性进行研究,首先对锅炉应用的材料为SA-213T12的ф31.8mm×5.5mm四头优化内螺纹管在试验台进行阻力特性研究,得到摩擦阻力系数λ。根据摩擦阻力系数λ及运行参数,计算某电厂600 MW超临界机组直流锅炉炉膛垂直水冷壁的阻力特性、流量偏差及热负荷偏差,并对水冷壁的水动力特性进行分析研究。     

600MW超临界W火焰锅炉前墙上炉膛水冷壁撕裂原因分析及处理

针对某超临界W火焰锅炉投产初期出现的前墙上炉膛水冷壁变形撕裂问题,分析了现场实测汽温数据,进行了炉内数值模拟计算和水动力校核计算,得出汽温偏差过大的原因.结果表明:各管出口汽温偏差太大导致上炉膛水冷壁的变形撕裂;通过运行调整、检修和技术改造,水冷壁的变形撕裂问题得到解决,满足了锅炉安全稳定运行的需要.     

超超临界直流锅炉水冷壁横向裂纹治理

近年来国内多台超超临界直流锅炉燃烧器中部至中间集箱入口的水冷壁向火侧存在大量横向裂纹缺陷,某厂2015年至今因该问题已发生15次爆管事件,严重威胁设备运行安全。目前,采取的常规措施有局部换管、堆焊、电弧喷涂、燃烧调整等,均是治标不治本,水动力深度优化是最有效的治理途径。常规水动力优化仅靠短时数据采集和理论计算进行节流孔圈扩孔调整,往往效果不佳。该厂通过对多煤种、多工况、全时段的水冷壁实际运行情况进行大数据采集和热负荷分布规律研究,并在综合整治的基础上,对水冷壁实施了缩孔、扩孔相结合的精细化水动力优化调整,调整后取得了很好的效果。     

600MW超临界压力直流锅炉启动工况水动力稳定性分析

文中介绍正在研制的国产600MW超临界变压运行直流锅炉水冷壁结构特点和启动过程。通过理论分析，得到了分析水冷壁水动力稳定性的准则方程式。根据锅炉的实际运行工祝，在高压汽水两相试验台上，进行了螺旋管圈水冷壁倾斜管中水动力不稳定性的试验研究。其参数为P＝2～4MPa，质量流速G＝600～1200kg/m2s，入口过冷度△tsub=10～120°C，热负荷0～650kw／m2，管径20×2mm，螺旋升角α＝14°。在上述参数范围内，研究了压力、质量流速、入口过冷度、热负荷及热负荷分布、进口和出口节流、可压缩容积对螺旋管圈水动力不稳定性的影响。由试验得出的计算公式，分析计算了锅炉水动力稳定性边界，在最小直流工祝时可能会出现压力降型脉动。     

超临界W火焰锅炉壁温超温分析

以某厂超临界W火焰锅炉在运行过程中出现的水冷壁管超温现象为例,从水动力稳定性影响的因素如质量流速、压力、干度、热负荷、流量补偿性等方面来进行超温爆管案例分析,并对锅炉提出了改造措施.改造后,水冷壁管超温现象得到了较好的控制.     

600 MW超临界锅炉垂直水冷壁节流方式比较

600MW变压运行超临界锅炉设计方案采用垂直上升内螺纹管水冷壁，根据水动力计算结果，对所采用的一级与二级节流方式作了分析比较，认为两种节流方式均可满足水冷壁的安全运行。     

600MW亚临界机组水冷壁SA210C爆裂分析

通过宏观形貌观察、力学性能测试、化学成分分析、金相组织观察和扫描电镜等试验方法,对某火力发电厂600 MW亚临界机组水冷壁爆裂原因进行分析。结果表明:该水冷壁的爆裂机制为氢腐蚀脆性断裂,主要原因是水冷壁管运行过程中出现汽水分层且蒸汽停滞,造成局部超温,高温高压下过热部位水冷壁内壁与炉水发生氢腐蚀反应,致使钢管内壁脱碳并产生晶间反应而导致钢管在运行中爆裂。     

贵州超临界双拱燃烧锅炉垂直管屏水冷壁安全性分析及调整措施

通过对贵州省超临界双拱燃烧锅炉垂直管屏水冷壁结构特点以及运行的安全状况的介绍,针对锅炉热负荷分布、工质流量分配、水冷壁热敏感性、热应力的集中等多个因素,结合实例,对水冷壁运行安全性进行了分析,提出了减少水冷壁爆管的调整措施以及改进的建议,对国内超临界双拱燃烧锅炉的运行调整和进一步的推广应用具有良好的参考作用。     

300MW锅炉刚性梁系统改造

针对水冷壁爆漏，冷灰斗四角开裂导致漏热等问题，从刚性梁系统安装，运行方面加以分析探讨，制定制性梁系统的改造措施，以减少和防止水冷壁管爆漏、提高电厂运行安全等。     

600MW超临界压力直流锅炉水冷壁水动力不稳定性的研究

本文阐述了在西安交通大学高压汽水试验回路上进行的螺旋管圈水冷壁倾斜管中水动力不稳定性的试验研究。试验参数为P=2～14MPa,质量流速G=600～1200kg/m~2·s,入口过冷度△t_(sub)=20～120℃,热负荷0～650kW/m~2,管径φ20×2mm,螺旋升角α=14°。在上述参数范围内,研究了压力、质量流速、入口过冷度、热负荷及热负荷分布、进口和出口节流、可压缩容积对螺旋管圈水动力不稳定性的影响。试验表明在螺旋管圈中存在压力降型、密度波型和热力型脉动。根据试验和理论分析得到了计算压力降型和密度波型脉动起始边界的无因次方程组。对实际的原型锅炉水冷壁水动力稳定性进行了分析计算,得到了稳定的边界值,为600MW超临界变压运行直流锅炉水冷壁的设计与运行提供了可靠的依据。