Large eddy simulation of a 660 MW utility boiler under variable load conditions

Large eddy simulation (LES) has become a promising tool for pulverized coal combustion with the development of computational fluid dynamics (CFD) technologies in recent years. LES can better capture the unsteady features and turbulent structures of coal jet flame than Reynolds averaged Navier Stokes (RANS). The coal-fired power plants in China are now required to be operated in a wide load range and quickly respond to the electric grid. The boiler performance of variable loads should be evaluated in terms of flow, heat transfer, and combustion processes. In this paper, LES was applied to simulate a 660 MW ultra-supercritical boiler under BMCR (boiler maximum continue rate), 75%THA-100, and 50%THA-100 conditions. The predicted gas velocities agree well with the thermal calculation and the temperature error is less than 130 K. The simulation results show that the operation load has significant effects on the boiler performance. It is also proved that LES can provide guidance for the design and operation of advanced coal-fired boilers.     

干熄焦锅炉炉管失效机理分析

通过对干熄焦锅炉炉管及腐蚀产物开展系统研究，提出炉管失效原因为氧化/硫腐蚀＋高温粉尘冲刷。长寿命炉管仅耐磨层发生了较为严重的氧化及硫腐蚀，而近基体层发生了轻微氧化及硫腐蚀，基体只发生了轻微氧化；短寿命炉管耐磨层、近基体层以及基体裂纹内均发生了较为严重的氧化及硫腐蚀，且存在珠光体球化、内表面产生全脱碳层等缺陷。推测短寿命炉管存在超温现象，而超温可加剧氧化及硫腐蚀反应。此外，短寿命炉管遭受了较为严重的高温粉尘冲刷，不仅可造成炉管减薄，还会导致炉管表面温度升高。因此，减少循环气体中粉尘量尤其是大颗粒，可有效减弱冲刷以及控制炉管表面温度，是提高炉管使用寿命的关键。     

350MW超临界直流炉的燃烧优化调整

火电厂锅炉是利用燃料的化学能转变为热能加热给水生产出一定参数的蒸汽,是一个多元素的能量转化系统。火电厂耗煤量占我国煤炭总消耗量的52%~63%,因此提高火电厂的发电效率对整个能源工业的效率具有十分显著的作用。现以350MW超临界锅炉及其燃烧过程作为研究对象,分别介绍超临界直流锅炉概况,分析锅炉燃烧调整试验及对比锅炉燃烧调整前后经济效益进行总结,从而获得较好效果,对提高超临界直流锅炉的燃烧效果具有重大意义。     

超超临界锅炉用新型耐热无缝管C-HRA-5的开发

 为了满足630~650 ℃超超临界电站过热器和再热器锅炉管的要求,太原钢铁(集团)有限公司和钢铁研究总院通过成分设计、冶炼、冷热变形、热处理等技术攻关,突破关键技术瓶颈,采用“电炉+AOD(或VIM+ESR)+径锻+挤压+冷轧”工艺,制备出C-HRA-5不锈钢无缝钢管。产品具有化学成分控制精确、非金属夹杂物体积分数低、钢质洁净、表面质量好、组织均匀、性能优异的特点,其化学成分、晶粒度、微观组织、常温力学性能、高温拉伸性能、高温持久性能等各项性能指标满足ASME SA-213标准的要求,抗蒸汽氧化性能和焊接性能优异,实物质量达到了国际先进水平,获得上海锅炉厂有限公司、东方锅炉厂有限公司、哈尔滨锅炉厂有限公司、上海发电设备成套设计研究院、钢铁研究总院的评定报告,产品取得全国锅炉压力容器标准化技术委员会的评审认证,并牵头制订了相关团体标准,具备批量供货条件,可用于超(超)临界锅炉的过热器、再热器等部件以及类似工况的受压结构件。     

电厂锅炉补给水处理中全膜法处理工艺的应用研究

以某电厂为背景,针对其中的全膜法展开探讨,涉及到工艺流程、相关构筑物以及设备参数等多方面内容,并将其与离子交换法进行了对比分析,结果显示,全膜法的可行性更高,能达到无酸碱排放的效果,能够发挥出显著的社会效益,以期给相关工程提供可行参考,由此推动电厂炉给水处理工作的持续开展。     

煤粉锅炉脱硫系统中除尘器压差过高原因及解决方案

高倍率灰钙循环烟气脱硫技术在神东矿区的煤粉锅炉环保改造项目中已投入建设并成功运行,脱硫率可达95%以上。在NGD系统的运行调试期,布袋除尘器压差的数值及其上升速度均较改造前有大幅提高,影响了锅炉系统的正常运行并降低了布袋除尘器的运行效率。为了解决此问题,先分析滤料透气性降低而导致布袋除尘器压差上升的根本原因,再结合现场调研情况对NGD系统工况下的烟气含湿量、烟气温度、烟气灰浓度、除尘器本体的问题以及上游锅炉系统问题逐一进行对比和分析,并找出问题产生的各主要因素。NGD系统中布袋除尘器差压升高的原因包括多方面,为了使NGD系统的运行更加稳定,需要使除尘器适应NGD系统的工况并对系统中部分设备进行改造。在未来NGD系统的设计中,布袋除尘器需按高浓度烟气设计,且针对煤粉工业锅炉的运行、维护特性应加入对烟气中含水量的监测及对布袋除尘器的相应保护措施。     

合成氨废热锅炉制造工艺改进

废热锅炉是Cassle合成氨技术中的关键设备,本文以某改造项目Cassle技术废热锅炉为研究对象,阐述了废热锅炉的结构特点,结合化工厂反馈的问题,针对关键工序提出了改进措施,为制造类似结构和要求的产品积累了宝贵经验。     

600MW超临界CFB机组深度调峰运行技术

经通过分析超临界CFB机组在深度调峰方面的优势,结合600MW超临界CFB机组的实际运行工况,提出机组在深度调峰前应开展的试验工作。研究600MW超临界CFB机组的深度调峰过程,从汽机、锅炉、电气等方面提出有效的技术措施,解决深度调峰可能带来的锅炉流化不良、环保参数控制困难等问题。通过在600MW超临界CFB机组上应用,机组在30%负荷深度调峰运行,工况稳定,各项参数正常,取得了较好效果。     

链条炉运行参数对燃烧及NOx排放的影响

通过数值模拟的方法研究了过量空气系数、配风方式、空气预热温度和炉排转速等运行参数对床层燃烧和氮氧化物排放特性的影响。研究结果表明:过量空气系数增大可加快床层整体反应速率,缩短反应区长度,增大床层表面氮氧化物质量浓度;合理推迟配风有利于扩展反应区整体长度,充分利用整个炉排;适当降低炉排转速有利于提高煤着火及前期反应速率,稍缩短总体反应区间;提高空气预热温度有利于煤着火和前期反应速率的提高,且有利于煤的燃尽。     

Effect of storage options on price-based scheduling for a hybrid trigeneration system

Trigeneration is efficient to supply cooling, heat, and power demands. Also, hydro (pumped) storage with zero fuel costs can increase profit when price-based scheduling problem is solved. The goal of this study is to investigate the effects of electric boiler, hydro storage, and heat storage tank on price-based scheduling problem for hybrid trigeneration (trigeneration-conventional-gas boiler) system. A heuristic algorithm is applied to a power system where in validation case, total cost reduction of 0.63% to 0.91% is reached as compared with reported in literature. The results show that the utilization of electric boiler, hydro storage, and heat storage tank leads to profit improvement by 4.58%. Also, a critical sensitivity analysis is conducted and the results show the significant effects of several factors on scheduling results.