带隔墙的600 MW超临界循环流化床锅炉水冷壁水动力特性

对带隔墙的600 MW超临界循环流化床锅炉水冷壁进行水动力特性及方案选型研究。基于二分法对炉膛水冷壁进行水动力特性计算,得到了采用光管水冷壁加节流圈结构时各负荷下水冷壁出口工质温度及壁温参数。在100%锅炉最大连续工况时,水冷壁工质质量流率低于1000 kg/(m2×s)时可以保证出口温度在422 ℃以下,热偏差位于允许范围内。在75%与50%汽轮机验收工况负荷时水冷壁均未发生传热恶化现象。通过与内螺纹管布置方案计算结果比较,认为采用内螺纹管改善了壁温特性,但对热偏差的改善并没有明显效果。因此对于600 MW超临界循环流化床锅炉,采用光管水冷壁加节流圈结构是可行的。     

石嘴山发电厂^#9锅炉水冷壁爆漏的原因分析和防止对策

水冷壁管爆漏是锅炉常见的事故之一，引起水冷壁管爆漏的原因较多，如超温、腐蚀、磨损、结垢和膨胀不均产生拉裂等。从理论上论述分析石嘴山发电厂勺锅炉水冷壁管爆漏、锅炉水冷壁腐蚀的原因，认为影响水冷壁腐蚀爆破的主要因素是管壁温度和烟气成分。次要因素是碱性腐蚀。管内附着物、燃烧工况是管壁温度局部升高的主要原因，而烟气中的腐蚀气体在高温下与管壁金属发生反应，促使炉管腐蚀爆破，同时提出防止水冷壁腐蚀爆破的措施。     

基于矩量法的超临界锅炉水冷壁温度场数值计算

超临界、超超临界锅炉水冷壁尤其是燃烧器区水冷壁温度场计算对锅炉的安全运行具有重要意义。该文建立了燃烧器区螺旋管圈水冷壁及鳍片截面的二维稳态导热方程,推导了基于矩量法的有限元数值计算公式,采用双线性四边形单元对截面进行剖分。用分区段热力计算方法确定水冷壁各区段热负荷。依据机组实测的水冷壁入口和出口工质温度和压力,通过计算热负荷引起的焓增确定各校核截面的工质温度和压力。从而确定管内的对流换热系数。计算了不同启动方式下水冷壁管壁内侧温度及其变化率,为指导锅炉的安全稳定运行和锅炉管壁选材提供了依据。     

超临界及超超临界锅炉水冷壁壁温偏差研究

根据国内超临界锅炉的实际运行数据和超超临界锅炉的设计数据,研究了影响其水冷壁壁温偏差的主要因素。重点研究了水冷壁受热偏差、质量流率、工质焓增、变压运行、工质热物理特性等对于螺旋管圈水冷壁和垂直管屏水冷壁壁温偏差的影响关系；分析了控制超超临界锅炉水冷壁壁温偏差的技术措施：采用内螺纹管,降低水冷壁管外烟气侧热负荷和热偏差,适度控制质量流率的裕量,合理控制下辐射区和上辐射区水冷壁的工质焓增,采用节流圈调节流量偏差和利用垂直管屏在低质量流率下的正流量补偿特性等措施,可有效控制超临界和超超临界锅炉水冷壁的壁温偏差。     

石嘴山发电厂#9锅炉水冷壁爆漏的原因分析和防止对策

水冷壁管爆漏是锅炉常见的事故之一,引起水冷壁管爆漏的原因较多,如超温、腐蚀、磨损、结垢和膨胀不均产生拉裂等。从理论上论述分析石嘴山发电厂#9锅炉水冷壁管爆漏、锅炉水冷壁腐蚀的原因,认为影响水冷壁腐蚀爆破的主要因素是管壁温度和烟气成分,次要因素是碱性腐蚀。管内附着物、燃烧工况是管壁温度局部升高的主要原因,而烟气中的腐蚀气体在高温下与管壁金属发生反应,促使炉管腐蚀爆破,同时提出防止水冷壁腐蚀爆破的措施。     

石嘴山发电厂#9锅炉水冷壁爆漏的原因分析和防止对策

水冷壁管爆漏是锅炉常见的事故之一,引起水冷壁管爆漏的原因较多,如超温、腐蚀、磨损、结垢和膨胀不均产生拉裂等.从理论上论述分析石嘴山发电厂#9锅炉水冷壁管爆漏、锅炉水冷壁腐蚀的原因,认为影响水冷壁腐蚀爆破的主要因素是管壁温度和烟气成分,次要因素是碱性腐蚀.管内附着物、燃烧工况是管壁温度局部升高的主要原因,而烟气中的腐蚀气体在高温下与管壁金属发生反应,促使炉管腐蚀爆破,同时提出防止水冷壁腐蚀爆破的措施.     

超临界锅炉垂直水冷壁管壁温度敏感性分析

超临界直流锅炉运行时,由于工况变化复杂,易导致垂直水冷壁出口处管壁温度急剧增长,致使水冷壁超温爆管,从而对锅炉的运行安全造成极大的威胁。针对此问题,利用最小二乘支持向量机对超临界锅炉垂直水冷壁出口处管壁温度进行建模,并运用此模型分析运行参数与垂直水冷壁出口处管壁温度的关系,进而获得垂直水冷壁出口处管壁温度与相关因素间的敏感度;确定在垂直水冷壁出口处管壁温度趋近报警温度时的最敏感运行参数,并对其进行有效调节。实际运行情况证明此敏感度对调节控制垂直水冷壁出口处管壁温度具有指导意义。     

超临界变压运行垂直上升内螺纹管壁温特性

本文在１３．０ＭＰａ－２７．０ＭＰａ的宽广压力范围内，对ｄ２８＊６ｍｍ的１２Ｃｒ１ＭｏＶ垂直上升四头内螺纹管的壁温特性进行了试验研究，试验在国产６００ＭＷ超临界锅炉水冷壁变压运行参数范围内进行，着重研究管壁温度随压力、质量流速热负荷和工质焓的变化规律，为超临界变压运行锅炉的设计和运行提供了可靠的数据。     

火电厂防止锅炉水冷壁超温控制策略的应用

以某电厂350 MW超临界机组为研究对象,通过收集锅炉管壁超温点,分析锅炉管壁超温的相关重要因素,提出一种通过调整过热度设定来调整给水量和给煤量的锅炉水冷壁温度控制策略,并在锅炉易发生水冷壁超温的工况下进行试验。结果表明:该控制策略通过判断水冷壁温度值,超前调整锅炉给水量和给煤量,从而抑制和缓解了超温现象,且对机组负荷、主蒸汽压力等参数影响不大。     

变压运行直流锅炉水冷壁内螺纹管壁温变化规律研究

在１３．０～２７．０ＭＰａ的宽广压力范围内，对２８×６ｍｍ的１２ＣｒｌＭｏＶ垂直上升四头内螺纹管的壁温特性进行了试验研究，试验在国产６００ＭＷ超临界锅炉水冷壁变压运行的参数范围内进行，研究了管壁温度随压力、质量流速、热负荷和工质焓的变化规律，为超临界变压运行锅炉的设计和运行提供可靠的数据。图８参３     

膜式水冷壁传热边界条件反演

膜式水冷壁传热边界条件对现代电站锅炉安全运行有重要影响。针对其难以直接测量的现状,采用共轭梯度法对膜式水冷壁的传热边界条件进行了反演,并讨论了测点数目、待反演参数的初始猜测值及测量误差对反演结果及向火侧金属外壁温度分布的影响。结果表明:增加测点数可提高反演精度,而3个测点即可达到较高精度;反演结果对初值有一定的依赖性;在一定的测量误差范围内,共轭梯度法仍能够得到较满意的结果。     

定期清洗锅炉换热管壁是提高锅炉热效率和延长锅炉使用寿命的有效途径

阐述了锅炉换热管外壁(如省煤器、空气预热器、水冷壁、过热器等)积灰和结焦对锅炉运行造成的危害，通过广西南宁某电厂BG-39／35-450-M2型锅炉的清洗实例，表明对锅炉换热管壁定期进行清洗，会大大减少换热管表面腐蚀和磨损，增大热交换面积，减少烟气排放阻力，降低排烟温度，提高锅炉热效率，延长锅炉的使用寿命。     

超超临界锅炉水冷壁管传热恶化对横向裂纹影响的有限元分析

为研究不同传热条件下水冷壁管的温度及热应力分布特征,以某1 000 MW超超临界锅炉水冷壁管为对象,建立了水冷壁管的三维有限元模型,分正常传热和传热恶化2种情况进行了计算。计算结果显示,向火侧壁面热负荷、管内传热系数对传热恶化后的温度和热应力有显著影响,在尚未达到屈服前,水冷壁管的热应力与温度基本呈线性关系。传热正常时,水冷壁管鳍片处温度和热应力值大于水冷壁管向火侧顶点相应值,而向火侧顶点发生破坏的可能性较小;在传热恶化时,水冷壁管向火侧顶点的温度和热应力迅速增大,并明显高于水冷壁管鳍片处,传热恶化的反复出现引起的交变应力最终导致水冷壁管横向裂纹的产生。     

过热器氧化皮催化柠檬酸清洗研究及应用

随着大容量、高参数火力发电机组的投产运行,因氧化皮脱落而引起的过热器管爆管已成为影响机组安全运行的主要原因之一。为此,研究开发了催化柠檬酸清洗介质对过热器管氧化皮进行化学清洗的技术,并成功应用于600 MW机组锅炉过热器的清洗。工程应用结果表明,该技术能够有效清除过热器管内壁的氧化皮,且不会出现大量氧化皮剥落所形成的堵管现象;化学清洗过程中各种材质的平均腐蚀速率均达到了《火力发电厂锅炉化学清洗导则》（DL/T 794—2012）的规定值;化学清洗后机组启动及正常运行中,系统水汽指标良好,过热器管壁温度偏差正常,达到了清洗目的。     

火电厂锅炉受热面管弯头在役涡流检测装置研究

针对电厂锅炉受热面管在役检测中所具有的两端封闭、管屏间安装紧密以及检测空间狭小等特点,设计了一种可用于奥氏体不锈钢小径管弯头的外放置式马鞍形涡流检测探头装置,按照涡流检测技术标准要求,采用火电厂备用管材加工制作了对比试样管,通过试样检测和现场应用,结果表明：所研制的马鞍形涡流检测探头装置对0.2 mm深以上线性缺陷和D1.4 mm以上孔状缺陷具有较高的检测灵敏度和可靠度,能针对火电厂锅炉受热面管氧化腐蚀较严重,且应力较集中的奥氏体不锈钢弯头部位,实现其在役无损检测。     

周向非均匀热流边界条件下太阳能高温吸热管内湍流传热特性研究

周向非均匀高密度热流引发的过热问题一直影响着太阳能热发电站中高温吸热器的运行安全。该文建立了太阳能高温吸热管对流换热电加热实验台和数值计算模型,通过实验研究和模拟计算,研究了周向非均匀热流边界条件下吸热管壁温度分布规律。研究结果显示:周向非均匀热流边界条件下吸热管壁温度分布与截面圆心角余弦呈函数关系,实验测量结果与数值计算结果吻合较好;经典Dittus-Boelter公式仍可用于计算周向非均匀热流边界条件下吸热管内的换热计算,但不适用于管壁温度分布计算。文中给出了周向非均匀热流边界条件下吸热器管壁温度计算关联式。     

An Analysis of the Effect of Protective Films on the Inside Surface of Headers and Steam Pipelines in Combined-Cycle Power Plants on Their Thermally Stressed State

The outlet header of the high-pressure superheater is among the critical components affecting the service life of heat recovery steam generators (HRSG) of combined-cycle power plants (CCPP). Headers, heat-transfer tubes, and steam pipelines are protected against corrosion by running proper water chemistry to form thin protective films on the surfaces. These films formed on the inside surface of heat-transfer tubes protect against corrosion and also reduce thermal stresses in the tube walls during transients. They are formed on the inside of tube systems of HRSGs in CCPPs at temperatures above 230°С and with good deaeration. Results are presented of a numerical analysis of the influence of thin protective films on the state of thermal stresses in headers and steam pipelines of HRSGs used in CCPPs during various transients induced, for example, by startups from different initial thermal state or thermal shocks. Predictions were obtained for different film thicknesses assuming that the film thermal conductivity was less than thermal conductivity of the pipeline metal. The numerical results enabled the determination of the heating-up modes for headers and steam pipelines under which the effect of protective films is the greatest. It is demonstrated that the protective films have a considerable effect on stresses and damage accumulation in the pipeline wall induced basically by large temperature disturbances, such as thermal shocks. The effect of protective films on the thermally stressed state of unheated pipes was assessed by reducing the resourse consumption and accumulation of equivalent operating hours during transients. It is demonstrated that a 50 μm thick protective film alone can increase the service life of an HP steam superheater’s outlet header with a standard size of 426 × 34 mm by 6%.     

FeCrAl和高镍铬合金涂层的抗高温腐蚀性能研究

根据火电厂锅炉的运行工况,采用高温涂盐试验对高速电弧喷涂技术制备的FeCrAl涂层和高镍铬合金涂层进行耐高温腐蚀性能试验,并通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、能谱分析等手段对涂层在熔盐环境下腐蚀前、后的性能和腐蚀机理进行细致研究。结果表明,FeCrAl和高镍铬合金涂层均具有良好的抗高温腐蚀性能,是一种经济有效的火电厂锅炉水冷壁防护涂层。     

循环流化床锅炉膜式水冷壁的热应力分析

为研究循环流化床锅炉膜式水冷壁的热应力问题,通过数值模拟的方法对顶棚拐点处水冷壁的温度、变形量和热应力进行分析。研究表明:向火侧到背火侧水冷壁的温度梯度变化较大,水冷壁的变形量极不均匀,在水冷壁管与鳍片接触处出现应力的集中。水冷壁减薄后,最大热应力先减小再增大,在减薄厚度为1.5 mm后热应力迅速增大,鳍片磨损减薄后水冷壁热应力增加速度逐渐变大,当热应力超过材料的许用应力时极易发生爆管。水冷壁减薄量超过自身厚度的21.4%时考虑对水冷壁管进行更换。对水冷壁最大热应力与鳍片减薄量间的规律拟合成函数关系式,对判断水冷壁的热应力是否超限,具有重要意义。     

锅炉金属壁温在线监测系统模型的开发与实现

危及生产安全的锅炉爆管主要是由于局部过热引起的。在借鉴过程仿真和热力系统分析方法的基础上,针对现有监测方法中存在测点布置困难、所得结果缺乏科学依据等问题展开研究,开发了一套具有较高可行性和可靠性的锅炉金属壁温在线监测系统。系统由网络通讯、数据库、一体化过程模型开发平台IMMS(integratedmodularmodelingsystem)、网页显示软件等4部分构成。以IMMS及其算法库为基础,并充分考虑设备的固有特性和结构参数进行模型开发,提高了系统的准确性和通用性;同时利用电厂MIS采集的机组运行数据,通过模型在线计算来确定受热面壁温,并采用B/S模式显示实时监测信息。此系统模型对象划分合理、功能完善、描述精度高,能够满足现场实际监测要求,已成功应用于某电厂200MW机组。