2008t/h四角燃烧煤粉锅炉烟温偏差实炉测试分析

大型四角切圆燃烧锅炉的烟、汽温度偏差对其安全运行具有重要影响。在2008t/h锅炉上,对不同负荷工况下炉膛上部屏区烟温及屏式过热器壁温进行了测试。结果表明,汽温左高右低,大致成W型分布形态,而烟温呈M型分布,与汽温分布状态峰谷反向对应。认为炉膛上部空间残余旋转形成沿屏区宽度烟气流量的不均匀分布,因而烟气对受热面的冲刷强度不同,导致屏间烟气换热量存有差异,这是烟、汽温偏差产生的根本原因。     

1000MW超超临界双切圆锅炉烟温偏差的数值模拟

本文以1000MW超超临界双切圆锅炉为研究对象,通过数值模拟研究了炉膛内的燃烧、流场分布以及分隔屏间距对烟温偏差的影响。计算结果表明炉内温度场分布合理,气流形成较为完整的椭圆形切圆;炉膛出口烟气存在旋转残余,导致各屏间烟气温度与速度分布不均,靠近水冷壁区域烟气温度及速度明显低于炉膛中心侧;分隔屏可以促进烟气的均匀分布,因此调整分隔屏间距可以调节烟气量在分隔屏间的分配,有利于控制烟温偏差。     

不同燃烧布置型式的660MW超临界锅炉燃烧偏差分析

利用炉膛热力计算,探究660MW超临界机组的锅炉屏底温度及烟气流速等因素变化对机组各受热面吸热量的影响。结合机组运行数据分析造成燃烧偏差的主要原因。对于四角切圆锅炉,通过调整燃烧器摆角,降低炉膛上部受热面两侧屏底温度偏差,使屏式受热面两侧汽温偏差显著降低。通过调整燃尽风(SOFA风),减小了炉膛出口烟气残余旋转的影响,降低汽温偏差。对于对冲燃烧锅炉,通过调整旋流燃烧器外二次风,降低了炉膛宽度方向上的屏底温度偏差使末级过热器和再热器沿炉膛宽度方向中间位置的壁温有所下降,主蒸汽和再热蒸汽欠温现象得到改善。     

四角切向燃烧锅炉水平烟道烟温偏差形成机理的研究

以 HG-2 0 0 8/1 8.2 -YM2型四角切向燃烧锅炉为原型进行冷态模化试验 ,采用热线风速仪测量了上部炉膛及水平烟道内的流场 ,研究了上部炉膛屏区气流速度分布特点 ,分析了水平烟道内烟气速度偏差和温度偏差的形成机理 ,为科学地分析过热器、再热器超温爆管的原因和减小水平烟道烟气温度偏差提供参考。图 9表 1参 4     

300MW循环流化床锅炉屏式受热面传热系数计算及其变化规律

根据300MW循环流化床（CFB）锅炉现场测试数据并结合以往CFB锅炉传热系数的研究成果,建立了屏式受热面烟气侧的传热模型,包括辐射传热模型和对流传热半经验公式．利用该模型对某300MWCFB锅炉在94％锅炉最大连续蒸发量（BMCR）工况下炉膛内屏式受热面的传热系数进行了计算,分析了屏式受热面管间节距、炉膛温度、工质温度、壁面黑度及烟气速度等因素对传热系数的影响．结果表明：烟气速度、炉膛温度和壁面黑度对传热系数的影响较大,所建立的传热模型能够合理地反映主要因素对CFB锅炉屏式受热面传热的影响．     

大型超(超)临界煤粉锅炉炉膛传热计算

考虑大型超(超)临界煤粉锅炉受热面的布置特点,将炉膛分为自由炉膛区段和含屏炉膛区段,对按照苏联1973标准计算得到的有效辐射厚度、辐射减弱系数和火焰中心高度系数等关键参数进行了修正,建立了新的一维分区段热力计算方法,并采用该方法对4个电厂的600MW超临界煤粉锅炉和2个电厂的1 000MW超超临界煤粉锅炉进行了传热计算.结果表明:采用该方法计算得到的炉膛出口烟气温度与设计值的偏差明显小于苏联1973标准,可以满足工程应用的精度要求.     

600MW超临界锅炉节油启动期间屏底烟温的数值模拟分析

根据炉内燃烧和传热特点,分析了锅炉节油启动时屏式过热器底部烟气温度升高原因,并以某公司制造的600MW超临界锅炉为计算模型,对不同的入炉风量、给水温度和煤种工况下锅炉屏底烟气温度场进行了数值模拟。指出点燃褐煤,通过邻炉加热、常规油枪暖炉等方法提高炉膛温度和给水温度,适度提高入炉风量,是避免节油启动阶段屏式过热器超温及发生高温受热面氧化皮爆管的有效措施。     

1025t/h控制循环锅炉再热器系统的改进

本文介绍上海锅炉厂采用引进技术设计制造的1025t/h锅炉投入商业运行2～3年后发生再热器局部超温爆管,影响机组运行的安全性和可靠性。经过试验室模化试验和实炉调试,与有关单位共同协作对已经投运的锅炉采取改进措施:部分燃烧器二次风喷嘴反切25°,减少炉膛出口烟温偏差;屏式再热器至末级再热器的连接管中加装节流管段,减少再热蒸汽流量偏差,锅炉已安全运行5年以上。研究分析和模化试验发现再热器系统中的大直径三通附近产生的涡流使静压降低,造成再热蒸汽流量不均匀,因此在屏式再热器和末级再热器之间增加混合集箱,并用大直径连接管左右交叉,减少再热蒸汽流量偏差和温度偏差,取得良好的效果。末级再热器热偏差系数由1.23减少到1.14,再热蒸汽温度最高与最低的差值由67℃减少到26℃,提高了锅炉运行的安全性和可靠性。     

四角切圆燃烧锅炉过热器两侧汽温偏差与管道布置的研究

针对大容量四角切圆燃煤锅炉普遍存在的烟气侧速度与温度偏差以及过热器的汽温偏差,对北疆电厂1000MW锅炉实测运行数据进行了分析,并对炉膛流场进行了模拟．结果表明：由于四角切圆锅炉炉膛上部残余旋转导致气流在屏区左右两侧形成流动差异,在折焰角前后两侧汽温偏差的分布规律截然不同．通过对电厂锅炉后屏过热器与末级过热器之间管道布置形式的调整（由交叉改为平行）,使两级受热面的吸热偏差相互抵消,从而提高减温器的调节性能．     

210MW煤粉炉燃烧系统改进的数值模拟

运用CFD软件对某210 MW煤粉锅炉的燃烧过程进行三维数值模拟,针对锅炉实际存在温度分布不好、燃烧效率不高、结渣问题严重,对炉膛进行偏二次风、反切燃尽风及两者联用改进。结果表明:与设计工况相比,单独的小角度偏二次风改进下的炉膛燃烧区温度降低约300 K,水冷壁附近氧气浓度提高,减少了水冷壁的结渣和高温腐蚀;单独小风率反切燃尽风改造后的配风方式更合理,烟气的停留时间增加0.6 s,燃烧区温度提高约373 K,高温区域扩大,炉膛出口烟气热偏差系数减小约0.7%,提高了锅炉的燃烧效率和运行的安全性,但可能加重炉内结渣;二者联用改进既能够很好地改善炉膛的温度分布,扩大炉膛高温区域,提高燃烧区温度约353 K,同时能够减少燃烧器区域的结渣和高温腐蚀,减小炉膛出口烟气热偏差,采用二者联用改造对锅炉运行最为合适。     

超临界锅炉SOFA对高温受热面吸热偏差影响的试验研究

针对某电厂600 MW超临界锅炉存在过热器和再热器管内生成氧化皮及超温爆管的现象,通过试验研究了该锅炉分离燃尽风(SOFA)喷嘴正切15°和反切15°情况下,不同的SOFA比例对高温受热面管屏间吸热偏差分布的影响,分析了炉膛出口和水平烟道烟气温度分布特性对过热器和再热器蒸汽温度分布的影响.结果表明:SOFA喷嘴反切对减小炉膛上部切圆直径、降低水平烟道内吸热偏差的作用明显;合理的配风能使高温过热器管壁温度分布更均衡,末级过热器左侧吸热峰值温度降低10K.     

燃准东煤锅炉灰沉积对炉膛传热的影响

针对某330 MW燃准东煤锅炉,借助实验手段与数值模拟方法,结合热力计算,分析了炉膛受热面不同程度灰沉积对传热过程中热流密度、导热系数和热有效系数等参数的影响,并拟合出屏式过热器出口烟气温度、热有效系数与灰沉积厚度的关系曲线。结果表明:灰渣导热系数随灰渣温度升高而增大;灰沉积厚度超过10 mm后,灰渣热流密度降幅减小,炉膛火焰燃烧稳定,炉膛出口烟气温度逐渐稳定,热有效系数保持较低状态,锅炉效率变化不大;灰沉积厚度从0增加到10 mm时,受热面热流密度明显下降,炉膛平均温度上升,炉膛出口烟气温度升高了16.5%,热有效系数减小了约68%,锅炉效率下降了2.26%;所得的拟合关系式对于燃准东煤锅炉改进结构设计和优化吹灰策略具有一定的指导作用。     

大容量锅炉屏式过热器利用系数的研究

采用三维数值计算方法,对1台660 Mw超超临界Ⅱ型锅炉分隔屏和后屏过热器在5种负荷工况下的传热情况进行了模拟,并结合锅炉热力计算标准方法对两类屏式过热器的利用系数进行了修正.结果表明:炉膛火焰辐射及烟气对管屏的不均匀冲刷导致了管屏壁面传热不均匀;锅炉负荷变化对屏式过热器利用系数的影响很大,在5种负荷工况下,两类屏式过热器的利用系数均随着锅炉负荷的提高而增大.     

1025t/h锅炉再热器局部超温原因分析及改进措施

上海锅炉厂按引进技术设计制造的1025t/h亚临界压控制循环锅炉,第一台安装在石横发电厂(5号锅炉),1987年6月30日并网发电。运行2年后,末级再热器发生局部超温爆破。经过分析研究和现场试验测定,查明其主要原因是烟气温度偏差和蒸汽流量偏差。采用燃烧器上部的6层喷嘴反切25°的措施明显改善锅炉左右两侧的烟气温度偏差,末级再热器出口的最高炉外壁温比改进前降低20.6℃,保证末级再热器出口的炉外壁温低于580℃报警值。采取在屏式再热器和末级再热器的联接管内加装节流管段的措施,使蒸汽流量分配比较均匀,末级再热器出口炉外壁温的最大值,比改进前阶低9℃。采取这两项措施后5、6号锅炉已经运行两年以上,没有发生末级再热器局部超温爆破事故。     

135 MW CFB锅炉L形屏式过热器热偏差分析

以一台135 MW CFB锅炉的L形屏式过热器为例,对其热偏差产生机理进行了研究。通过建立热偏差计算模型和自主编制的软件,计算和分析了其同屏及屏间热偏差系数。结果表明:在同屏管组的引入引出管采用Z形布置时,集箱效应与管组内外侧管长结构不均匀对流量分配的影响相互抵消,达到了流量均匀分配的效果,同屏热偏差主要受结构不均匀和热负荷分布的影响;在各管组引入引出管的进出口集箱采用Z形布置时,由于集箱效应,屏间流量分配明显不均,这是造成屏间热偏差的主因;在实际应用中,应充分利用集箱效应对屏内及屏间工质流量分配的影响,使管内工质流量分配与管外热负荷分布相互配合,达到控制屏式过热器热偏差的目的。     

700℃四角切圆П型锅炉烟温偏差优化控制

为了研究700℃锅炉的烟气热偏差特性,采用计算流体力学的方法对1台700℃等级四角切圆П型锅炉展开数值模拟研究。基于商用的CFD软件,分析了700℃锅炉的烟气热偏差特性和形成机理,研究了燃尽风的反切和燃尽风的速度偏置对炉内速度场、温度场的影响,重点针对炉膛出口附近的速度分布和温度分布,进行烟气热偏差优化控制。结果表明:当分离燃尽风(SOFA)反切25°时,炉膛出口烟温偏差为63.23 K;相对于反切0°,烟温偏差的降幅达到51.43 K;当右侧SOFA风的速度与左侧SOFA风的速度比值为1.3∶1时,炉膛出口烟温偏差为39.31 K,相对于SOFA风没有偏置时,烟温偏差降低了23.92 K。     

屏式过热器同屏热偏差的原因和计算方法

屏式过热器广泛用于高参数大容量电站锅炉中。以前设计中采用苏联57年的热力计算标准,其中根本没有考虑同一片屏各管之间的巨大吸热偏差,而实测证实屏外圈管的焓增比平均值大得多,同屏热偏差(一般是外圈管的焓增与平均焓增之比)有的高达1.5～2.0,因此许多电站中发生屏外圈管爆管的事故。但以前对造成同屏热偏差的原因还缺少分析。本文在理论分析和试验实践的基础上,提出了造成同屏热偏差的四个基本原因是:(1)外圈管所受到的炉膛辐射热量比内圈管大;(2)外圈管的辐射受热面比内圈管大;(3)外圈管比较长,因此其受热面     

煤粉切圆燃烧П型布置锅炉屏式过热器热力不均匀分析与优化布置

基于对煤粉切圆燃烧П型布置锅炉屏式过热器烟气侧热力不均匀特性举例分析,以及对现有减轻屏式过热器热偏差技术措施的总结,给出了解决煤粉切圆燃烧П型布置锅炉前屏过热器与后屏过热器各屏间热偏差的方法,利用结构不均、水力不均和热力不均相互匹配的方法给出了前屏过热器与后屏过热器的优化布置方案,对减轻煤粉切圆燃烧П型布置锅炉屏式过热器热偏差有参考价值。     

600MW四角切圆燃煤锅炉炉膛出口热偏差数值模拟

为了研究过再热器系统对炉膛出口左右侧偏差的影响,基于Fluent模拟软件,对某电厂600MW机组燃煤锅炉进行数值模拟。在采用Gambit划分网格时对水平烟道中过再热器系统分区域划分,采用多孔介质模型模拟锅炉过再热器系统,虽然分隔屏、后屏过热器对烟气流场具有切割导流的作用,但水平烟道左右侧仍有偏差。在此基础上采用燃尽风集中反切的措施,未反切、反切10°、反切15°、反切20°共4种情况下,分析不同工况下炉内及炉膛出口速度、温度的分布特征。结果表明:燃尽风反切对主燃烧区速度场和温度场影响较小,但燃尽风集中反切有助于削弱由于残余炉膛出口残余旋转造成的水平烟道左右侧烟温和烟速偏差。且由模拟可知,当燃尽风反切15°时效果最好,炉膛出口左右侧温差最小。     

分离燃尽风水平摆角对1 000 MW八角切圆锅炉燃烧特性影响的数值研究

以某1 000 MW八角双切圆锅炉为研究对象,采用数值模拟方法分析了分离燃尽风(SOFA)水平摆角对炉膛出口烟气温度、速度以及炉内主要燃烧产物分布的影响。结果表明:将SOFA水平摆角正向增大5°时可同时降低CO与NO_x排放量;正向增大SOFA水平摆角,即SOFA正旋切圆直径增大,炉膛出口两侧逐渐出现双峰型高温烟气区,烟温偏差有所增大,而烟气高流速区则向炉膛出口中部移动;反向增大SOFA水平摆角,即SOFA反旋切圆直径增大,炉膛出口烟气温度和速度分布的不均匀性均有所减小。