东方700 MW高效超超临界CFB锅炉的开发

本文根据700 MW高效超超临界CFB锅炉的设计条件,充分吸收350 MW～660 MW超临界CFB的设计、运行经验,提出了700 MW高效超超临界CFB锅炉方案及整体布置.锅炉总体采用M型布置,单炉膛单布风板结构,炉膛内布置屏式受热面,不设置外置式换热器,炉后布置高温冷却式旋风分离器,尾部采用双烟道挡板调温,热力系统设计合理,性能可靠性高,可有效实现高效超超临界蒸汽参数与CFB锅炉燃烧技术相结合.     

超临界循环流化床锅炉深度调峰技术难点及控制策略

为进一步提高超临界循环流化床（circulating fluidized bed,CFB）锅炉机组在深度调峰过程中运行的稳定性和经济性,以某电厂350 MW超临界CFB锅炉为例,在分析机组深度调峰过程中遇到的锅炉稳燃及流化、水动力安全、汽动给水泵控制和污染物控制等一系列问题的基础上,提出了相应的控制策略和技术措施。实际运行结果表明,采用该控制策略可实现深度调峰过程中锅炉的长周期良好运行。研究结果可为同类型超临界或者超超临界CFB锅炉机组深度调峰提供参考。     

超临界CFB锅炉受热面吸热分配特性对比研究

针对两台不同锅炉结构的现役超临界循环流化床(CFB)锅炉,采用实炉测试的方法,对比研究了有无带外置床对超临界CFB锅炉受热面布置与吸热分配特性、炉内温度分布的影响。结果表明,不同锅炉结构的超临界CFB锅炉运行良好;在汽水不同阶段的吸热比例基本相同,尾部烟道吸热份额也相同,约为36%;当超临界CFB锅炉带外置床,外置床吸热份额为17.6%;外置床在超超临界CFB锅炉维持低负荷主再热汽温方面有明显作用,受热面布置更加灵活。     

超(超)临界机组锅炉氧化皮监控及综合治理技术

目前,超(超)临界参数机组的锅炉受热面管氧化皮生成、脱落是一个业内公认的难题,当机组在最大负荷(即最高温度)下运行,随着运行时间的增加和蒸汽温度设计值的增大,这一问题更加明显。分析了锅炉受热面管氧化皮产生、脱落原因及其安全隐患,阐述了亚临界、超临界、超超临界参数机组不同管材锅炉受热面的氧化状况,对比了锅炉给水加氧处理前、后受热面管氧化皮情况,提出了锅炉受热面管氧化皮的监控与综合治理技术措施,可为超(超)临界机组锅炉氧化皮处理提供参考。     

超临界CFB锅炉低能耗技术研究及工程应用

通过试验测试了超临界循环流化床（CFB）锅炉机组能耗指标,分析了超临界CFB锅炉各项热损失以及厂用电结构分布情况,提出了超临界CFB锅炉节能优化方向。结合现役大型CFB锅炉低能耗技术应用及工程实践情况,从提高锅炉效率、降低锅炉风机能耗以及低能耗的污染物控制方面研究提出了超临界CFB锅炉低能耗技术及其优化措施。在某超临界CFB锅炉上实施相关低能耗技术改造,分析其改造前后能耗指标变化,结果显示改造后节能效果明显。本文研究结果对超（超）临界CFB锅炉实现更低能耗具有一定借鉴价值。     

超超临界循环流化床锅炉炉型及关键技术研究

阐述了国内外各大科研机构和锅炉制造厂超超临界CFB锅炉研发进展情况,详细论述了三大锅炉厂提出的超超临界CFB锅炉炉型方案;从高温受热面安全性、水动力安全性、低负荷下再热蒸汽温度和低成本实现超低排放技术四个方面分析了机组选用高效超超临界参数所要攻关的关键技术和难点,并提出了解决方案和具体措施,为超超临界CFB锅炉的研发提供了保障,同时为继续保持我国CFB发电技术的领先地位提供技术支持。     

超临界循环流化床锅炉屏式过热器吸热量偏差特性研究

超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧技术作为一种具有综合性优点的技术,被广泛应用,但其炉膛中屏式过热器爆管泄漏问题频繁发生,故有必要对其水动力特性及吸热量偏差特性进行研究分析。根据针对超临界CFB锅炉炉膛内屏式过热器所建立的复杂流动网络系统的数学模型,及屏式过热器出口汽温分布实炉测量数据,对热负荷进行反推,计算分析了河曲电厂350MW超临界CFB锅炉以及白马电厂600MW超临界CFB锅炉中屏式过热器流量分配、出口汽温分布及壁温特性,并计算得到了屏式过热器中吸热量热偏差系数分布。计算结果表明,屏式过热器吸热量及热偏差系数在近壁侧、近火侧较小,在受热面中部则二者较大,这是由于各处烟气颗粒浓度的不同而影响传热造成,对吸热量及传热系数的分析研究对超临界CFB锅炉的设计及优化改造提供了理论依据。     

考虑床料蓄热的超临界循环流化床锅炉蓄热能力的分析研究

在“双碳”目标背景下，为使得煤电机组实现电网深度调频调峰功能，达到机组灵活性调节的目标，精确、迅速地实现CFB锅炉热控协控，需要充分认识和利用好锅炉的蓄热。与煤粉炉相比，循环流化床锅炉的蓄热量较大，研究以能量守恒原理为切入点，利用循环流化床锅炉蓄热系数的计算方法，为挖掘锅炉参与深度调峰的能力提供部分理论依据。以某350 MW超临界循环流化床机组为例，进行计算和论证分析，结果表明超临界循环流化床锅炉正常运行中蕴含着大量的蓄热，且床料、金属和汽水蓄热均为暂态蓄热，其中床料蓄热远大于金属蓄热和工质蓄热。巨大蓄热能力既是CFB火电机组实现调频调峰功能的可靠性基础，也为运行控制人员提供了足够的调频调峰时间和空间。计算结果可为类350 MW超临界CFB锅炉热控调控参数设定提供数据支持，以提升其在有调峰调频需要时的反应能力和速度。     

失电事故下350MW超临界CFB锅炉水冷壁安全性分析

在超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)机组上是否需要配备紧急补给水系统一直是业内争议的焦点。针对失电事故下350 MW超临界CFB锅炉炉内物理过程的特点,给出安全阀的响应特性模型,建立由质量、能量守恒方程组成的数学模型,定量地预测失电事故下水冷壁内工质温度、压力和质量的动态变化过程。同时,通过讨论浇注料、床温及安全阀特性等不同因素对炉内物理过程的影响,对失电事故下350 MW超临界CFB锅炉水冷壁的安全性进行了初步的判断,进而为工程应用中是否需要在该等级机组上配备紧急补给水系统提供了参考和借鉴。最后还提出一种专门针对失电事故的安全阀设计设想。     

大容量循环流化床锅炉技术研发现状及建议

介绍了国内外循环流化床(CFB)锅炉技术发展的现状以及超临界CFB锅炉的研发进展,指出了在600 MW超临界CFB锅炉研发中应注意的几个问题.超临界CFB锅炉技术综合了CFB低成本污染控制及超临界机组高热效率的两个优势,是CFB锅炉技术发展的合理选择.     

超临界循环流化床锅炉技术

循环流化床（CFB）锅炉大型化的发展方向是开发超临界CFB锅炉。目前CFB锅炉的参数最高为亚临界参数,国内外十余台已投运的300Mw级CFB锅炉运行表明,CFB锅炉在清洁燃烧方面已经充分显示了其优越性,但仍需要向先进的超临界参数发展。对超临界CFB锅炉的特点进行了分析,提出了应研究的关键技术,介绍了国际上首台超临界CFB锅炉的最新进展。     

超超临界锅炉试运爆管原因分析及对策

超超临界机组锅炉在试运期间,由于设备制造、现场安装、酸洗、吹管、管内节流孔、受热面内清洁度等造成堵塞,引起受热面短时超温而爆管,直接影响锅炉使用寿命及整套启动时间。经分析后,提出预防措施。     

600MW超临界CFB锅炉高再外置换热器运行调整试验研究

对600 MW超临界CFB锅炉外置床高温再热器的运行特性进行了研究,掌握了外置换热器受热面壁温分布和热偏差特性,测试结果为超(超)临界CFB锅炉技术改进和优化设计提供重要的试验数据和技术支持。     

600MW无烟煤超临界锅炉选型分析

为了更好地解决燃用无烟煤锅炉在选型时遇到的煤的着火、稳定燃烧和燃尽等技术问题,结合实际工程应用,对600 MW超临界W型火焰锅炉和超临界循环流化床（circulating fluidized bed,CFB）锅炉的炉型及运行性能进行了分析与比较。研究结果表明,W型火焰锅炉燃用无烟煤时燃烧性能好,但炉膛出口NO x浓度较高,同时受热面高温腐蚀问题也不容忽视;CFB锅炉燃用无烟煤时燃烧稳定、炉膛出口NO x浓度小,但燃尽性能有待提高。建议600 MW无烟煤超临界锅炉应优先选择超临界CFB锅炉,并通过合理技术途径提高其燃尽性能。     

超(超)临界循环流化床机组非线性控制模型研究

循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧技术及超(超)临界燃煤发电技术均较为成熟,二者的结合具有低成本污染控制及高供电效率两个优势,发展超(超)临界参数必然成为CFB技术下一步发展的重要方向。为提升运行控制性能,该文从超临界CFB机组协调控制系统的层面,分析锅炉侧热量释放动态过程,并对响应更快、相变点复杂的直流炉汽水侧动态过程进行有效简化和提炼,建立了超临界CFB机组非线性控制模型。利用稳态推导、函数拟合及遗传算法寻优对系统模型的参数进行了辨识。以四川白马600MW超临界CFB机组实际对象为例,验证模型结构的正确性和辨识方法的有效性。     

超临界循环流化床锅炉启动系统节能分析

国内外大型超临界循环流化床（CFB）锅炉正处在开发研制阶段,对启动系统的定量计算分析很有必要。基于CFB锅炉的技术特点,以600 MW超临界CFB锅炉为例,将机组冷态启动过程按照重要的节点划分为点火至冲转、热态冲洗、冲转至并网及并网至30%额定负荷等4个阶段,根据各阶段特点采用不同方法进行分析,全面比较了扩容器式和复合式2种启动系统的投资、运行成本和投资回收期。研究结果表明,大气扩容器式启动系统虽然投资和维护费用较低,但启动过程中存在较大的热量损失,600 MW CFB机组锅炉冷态启动1次热损失即高达42.19×10⁵ MJ;随着制造和维护成本的降低,复合式启动系统具有较明显的优势。建议新建600 MW超临界CFB锅炉选用复合式启动系统。     

超临界CFB锅炉给水中断BT后水冷壁安全性分析

CFB锅炉在运行过程中主循环回路存有大量的高温物料,为了解CFB锅炉因给水泵突然跳闸等事故造成锅炉给水中断触发BT(Boiler Trip)的情况下水冷壁管的温度变化情况,东方锅炉借助清洁燃烧与烟气净化四川省重点实验室3MW CFB燃烧试验台,搭建了模拟实炉BT状态下水冷壁换热的试验装置,开展了高温灰渣堆积状态下向水冷壁管传热的试验研究。通过实测研究数据对BT后水冷壁的安全性进行计算评估,得到了水冷壁蒸干和达到壁温限值2种条件下的时间,为超临界CFB锅炉是否设置紧急补水系统及锅炉给水中断事故应急预案提供依据。     

超（超）临界循环流化床直流锅炉技术的发展

当前,发展更大容量和超（超）临界蒸汽参数的CFB锅炉技术必须也必然成为CFB技术下一步发展的重要方向。文章介绍了作为超临界循环流化床技术基础的本生垂直管低质量流直流锅炉技术的特点,并对超临界循环流化床锅炉和超临界煤粉炉的技术进行了比较,认为CFB锅炉具有突出的优点,更有利于在超临界蒸汽参数下工作。同时,对波兰建成投产的世界上第1台460 MW超临界循环流化床直流锅炉的设计和运行特性、800 MW超超临界CFB锅炉的研究进展、二氧化碳接近零排放的超临界CFB锅炉的研发进行了综述。     

大型循环流化床锅炉受热面防磨防爆分析

以首座国产2×300 MW循环流化床（circulating fluidized bed,CFB）锅炉电站投运以来锅炉受热面所发生的典型泄漏事故为例,结合其它已投运的300 MW级CFB锅炉受热面防磨防爆的经验教训,指出300 MW CFB锅炉受热面磨损主要包括水冷壁的磨损及外置床受热面的磨损;分析了造成磨损的原因,并总结CFB锅炉的磨损规律和防护重点部位,提出了切实可行的防护措施和建议。     

大型煤粉锅炉炉膛传热分区模型研究

针对大型超（超）临界煤粉锅炉受热面布置和分级燃烧的特点,在苏联1973年锅炉机组热力计算标准中分区计算方法的基础上,提出一种改进的分区计算方法,建立新的一维炉膛换热模型。该模型将炉膛从冷灰斗底部到折焰角分成Ⅰ—Ⅴ 5个区段,建立各区段的能量平衡方程。采用C语言编程,利用渐次逼近法迭代计算,能够得到沿炉膛高度方向上的烟气温度分布变化趋势和各区段的水冷壁热负荷。以某超临界600 MW机组煤粉锅炉为例,进行了炉膛传热计算。结果表明:改进的分区计算方法在3种典型工况下得到的炉膛出口烟温与设计值的偏差均小于零维模型计算的偏差。该模型满足工程应用的要求,可为超（超）临界机组锅炉炉膛传热计算提供参考。