600 MW超临界锅炉高温过热器T23和T91金属氧化膜热应力分析

以某600 MW超临界锅炉高温过热器为研究对象,分析了氧化膜厚度、生长温度和热膨胀系数等参数对金属管内蒸汽侧氧化膜热应力的影响.基于有限元方法建立了圆管数值计算模型,计算得到不同厚度和不同生长温度下T23和T91金属蒸汽侧氧化膜从生长温度冷却至常温时的热应力变化,并依据热应力的变化特征确定了这2种金属管材蒸汽侧氧化膜易发生脱落的温度范围.结合锅炉出口蒸汽温度与高温过热器指定位置处氧化膜温度的关系,提出用出口蒸汽温度判别氧化膜是否处于易发生脱落的温度范围的方法,给出了该锅炉停炉时的出口蒸汽温度值.结果表明：2种金属管材在冷却过程中低于一定温度时,其氧化膜的应力达到或接近最大应力值,可以依此判断氧化膜是否处于易发生脱落的危险区域.     

600MW超临界锅炉高温过热器T23和T91金属氧化膜热应力分析

以某600MW超临界锅炉高温过热器为研究对象,分析了氧化膜厚度、生长温度和热膨胀系数等参数对金属管内蒸汽侧氧化膜热应力的影响.基于有限元方法建立了圆管数值计算模型,计算得到不同厚度和不同生长温度下T23和T91金属蒸汽侧氧化膜从生长温度冷却至常温时的热应力变化,并依据热应力的变化特征确定了这2种金属管材蒸汽侧氧化膜易发生脱落的温度范围.结合锅炉出口蒸汽温度与高温过热器指定位置处氧化膜温度的关系,提出用出口蒸汽温度判别氧化膜是否处于易发生脱落的温度范围的方法,给出了该锅炉停炉时的出口蒸汽温度值.结果表明:2种金属管材在冷却过程中低于一定温度时,其氧化膜的应力达到或接近最大应力值,可以依此判断氧化膜是否处于易发生脱落的危险区域.     

优化壁温计算模型及其在电站锅炉壁温在线监测中的应用

针对电站锅炉壁温在线监测以及炉内汽温和壁温计算的要求,对电站锅炉过热器和再热器炉内汽温和壁温的计算方法进行了优化,提出了炉内汽温和壁温的分段计算模型,对该计算模型涉及的辐射因数、角系数、辐射穿透率、沿炉膛宽度的偏差系数和沿屏高度的偏差系数进行了详细研究,并通过数值模拟对沿炉膛宽度的偏差系数和沿屏高度的偏差系数进行了优化和修正.结果表明:该模型可对锅炉过热器和再热器受热面各点温度进行实时计算,能满足电站锅炉壁温在线监测的要求.     

锅炉高温受热面管内氧化皮应力分析的一种解析方法

大型电站锅炉高温受热面管内氧化皮生长及脱落问题已成为影响锅炉安全运行的主要矛盾。介绍了一种锅炉高温受热面管内氧化皮应力分析解析方法,并针对某600 MW超临界电站锅炉末级过热器的TP347H和T91 2种管材进行了计算分析,得出了停炉过程中氧化皮的应力、应变状态和可能的失效模式。     

350 MW超临界机组锅炉氧化皮防治技术研究

为减少350 MW超临界机组因锅炉氧化皮脱落而引起的堵塞爆管问题,针对某电力公司8台超临界煤粉锅炉的结构型式及运行工况展开调查研究,分析结构设计对锅炉高温受热面蒸汽侧氧化皮的影响,发现烟温偏差的叠加效应是引起高温再热器汽温偏差大和局部氧化皮生成过快的主要原因,针对锅炉高温受热面的SA-213TP347H不锈钢管材的金属壁温适用范围进行对比,确定其最佳金属壁温报警值为600℃;通过对锅炉给水加氧设备进行改造,控制给水含氧量在10~20μg/L范围内,确保高温受热面蒸汽侧含氧量为零。实践证明,采取上述氧化皮防治措施后,锅炉氧化皮堆积数量同比减少85%以上。     

10CrMo910钢管蒸汽侧氧化膜的形态特征

对某电厂锅炉过热器和再热器受热面10CrMo910钢管蒸汽侧氧化膜进行了金相、扫描电镜、能谱和X衍射等试验分析,研究了蒸汽侧氧化膜的形态特征及其形成规律.结果表明:蒸汽侧10CrMo910钢管氧化膜分为内、外2层,内层为富含孔洞的富Cr层的非均质氧化膜,外层为疏松而细小的Fe3O4和Fe2O3;金属基体与内层氧化膜的界面处存在内氧化,使界面结合紧密;内层与外层氧化层界面不明显,离解后的氧化物颗粒较少,界面黏附强度较高,且内、外层氧化膜均由纳米和微米级颗粒组成,由于热膨胀系数不同导致应力大部分由氧化颗粒间空隙吸收;10CrMo910钢管蒸汽侧氧化膜难以剥落,且增厚的氧化膜容易导致受热面钢管长期处于过热状态.     

超临界锅炉高温受热面内壁氧化皮的形成及剥落机理研究

基于华能沁北电厂2~#机组高温再热器下弯头连续四次氧化皮脱落的检查结果,分析超临界机组再热器管内壁氧化皮生成及剥落的机理。分析结果表明:受热面在高温运行状态下,氧化皮的形成速率取决于受热面管壁温度。造成管壁氧化皮剥落的主要因素为金属基体与氧化皮的温差及温升、温降速率。从锅炉运行中受热面温度控制、受热面温度波动控制等几个方面,提出了预防和减少锅炉高温受热面管内氧化皮形成及剥落的措施。     

超临界机组锅炉滑停对氧化脱落的影响

当前由上海锅炉厂生产的350 MW超临界锅炉在进行滑停和正常停炉过程中,高温受热面奥氏体不锈钢材质,从高温降至低温时,对管壁内生成的氧化皮脱落情况进行对比分析发现:随着锅炉累计运行时间逐渐增长,锅炉高温受热面管壁内形成的氧化皮也逐步增厚,由于氧化皮与受热面管材的膨胀系数不同,温度变化率超出允许范围时,氧化皮会从管屏金属内壁上剥脱,一旦大量氧化皮集中剥落,就会在受热面弯头处堵塞管道引起爆管等等问题。文中就超临界锅炉在滑停过程中氧化皮脱落现象进行了探讨,并提出了锅炉滑停过程中的防控措施。     

蒸汽侧氧化膜对锅炉T91钢管蠕变断裂寿命的影响

建立了电站锅炉T91钢管蠕变断裂寿命计算模型,定量分析了蒸汽侧管壁温度和等效应力对T91受热管蠕变断裂寿命的影响,并对不同热负荷、不同尺寸受热管的计算结果进行了比较.结果表明:蒸汽侧氧化膜导致管壁温度升高是缩短部件蠕变断裂寿命的主要原因,等效应力增大是次要原因;受热管的蠕变断裂寿命随蒸汽侧氧化膜厚度的增加呈抛物线缩短;随管子热负荷的增加,蒸汽侧氧化膜对受热管蠕变断裂寿命的影响程度加剧;蒸汽侧氧化膜对外径较小的厚壁管子蠕变断裂寿命的影响较大.     

变负荷工况下锅炉对流受热面污染的监测

针对在线监测大型电站锅炉受热面污染的需要,讨论了稳定负荷的计算模型无法用于变负荷工况监测的原因,分析了变负荷过程中各物理参数的变化机理,从热量平衡出发,考虑了金属管壁蓄热及蒸汽蓄热对受热面污染计算的影响,推导了变负荷工况下的污染监测模型及实时计算方法.以某电厂300MW机组锅炉的低温对流过热器为计算对象,采用现场实时数据进行了变负荷工况下受热面污染监测计算.提出了考虑金属及工质蓄热的锅炉变负荷污染监测模型与计算方法,基本能够消除负荷变化对受热面实际污染率计算的影响,得到比较合理的污染率计算结果,对改进现有的根据热平衡算法的锅炉受热面污染在线监测模型有重要的参考价值和工程实际意义.     

Tubular Type Heat Flux Meter for Monitoring Internal Scale Deposits in Large Steam Boilers

The deposition of scale on the inner surfaces of the water-wall tubes in the high heat flux regions in a steam boiler furnace can cause serious operation problems. In this paper, a numerical technique for determining the heat flux absorbed by the water-wall tubes, water-steam temperature, and thermal resistance on the inner tube surface from a temperature measured at several interior locations of the tube wall is developed. The scale deposition tube is capable of monitoring changes in the flow of heat transfer caused by scale depositions and changes due to varying furnace conditions. It can work for a long time in the destructive high-temperature atmosphere of a coal-fired boiler. The scale deposition monitor is an online plant monitoring system designed to improve the operation of steam boilers and enhance tube life.     

燃煤电站锅炉对流受热面积灰在线监测的研究

针对在线监测电站锅炉对流受热面积灰的需要,建立了对流受热面的污染监测模型。以某300 MW机组的1 025 t/h锅炉为监测对象,开发了受热面积灰在线监测系统,成功实现了锅炉对流受热面污染的在线监测。     

电站锅炉对流受热面积灰在线监测的研究

针对在线监测电站锅炉对流受热面积灰的需要,建立了对流受热面的污染监测模型.以HG1021/18.2-YM9型锅炉为监测对象,开发了受热面积灰在线监测系统,成功实现了锅炉对流受热面污染的在线监测.     

蒸汽侧氧化膜对超临界机组T92钢管壁温的影响

通过建立T92钢受热管及其蒸汽侧氧化膜的数值分析模型,定量分析了不同厚度氧化膜对T92钢受热管壁温的影响,并在此基础上得出了不同受热条件下导致T92钢管超温运行的氧化膜的临界厚度值.结果表明:随着氧化膜厚度的增加,管壁平均温度和平均温度升高幅度均呈近似线性增加;且管内壁温度越高、管外热流密度越大,氧化膜的临界厚度值越小.因此,当T92钢应用于高温受热面时,需综合考虑壁面热负荷和管内壁温度对氧化膜临界厚度的影响.     

Transparent and explicable boiler fouling monitoring with fuzzy neural newtwork

Fouling on boiler beating surfaces is one of the important factors that damage boiler‘s economical performance and safety,with on-line monitoring of foiling states on boler heating surfaces,it is possible to optimize sootblower system,to visualize fouling states,to improve performance,as well as to remedy the insufficiency of experiment research in boiler heating surface fouling process.New method based on Fuzzy Neural Network(FNN) is presented to monitor fouling states on boiler heating surfaces on-line.Compared with regular methods,since FNN‘s reasoning process is transparent and comprehensible,it is possible to explain and comprehend reasoning process,which makes the FNN based system perform as an additional operation consulting system.     

Thansparent and Explicable Boiler Fouling Monitoring with Fuzzy Neural Newtwork

B0ILERHEAfINGSURraCESFOULINGM0NIT0IuNGFoulingisunavoidableforallheatingsurfacesinboiler.Foallng0nheatingsurfacesis0neofthemainfactorsthatthectskeyperformanceparameterssuchasmainsteamtemperature,boilerevaporati0ncaPac-ityexhaustfluegastemperature,b0ilerefficiency,etc.Undercertainsituations,foulingstatesdefineboiler'sfail-downfrequencyandmaintenancecycle,whichwillreduceboiler'sawtlabilityThus,itisnecessarytomonitorfoulingstatesonboilerheatingsurfaCesinordertoavoidseriousfoulingandsl…     

基于“环境破坏说”的氧化皮剥落理论

在“环境破坏说”的基础上阐释了锅炉高温受热面氧化皮剥落的理论．双层氧化皮内、外层界面存在的空穴是氧化皮剥落的内因,氧化皮承受的应力是氧化皮剥落的外因．氧化皮空穴的成因又可分为内因和外因,内因主要是金属含铬量,外因主要包括蒸汽参数和蒸汽含氧量等．主蒸汽含氧量与铬酸根含量之间具有显著的正相关性,而主蒸汽氢电导率是反映氧化皮铬蒸发的特征指标．外层氧化皮剥落以后,内层氧化皮会继续增厚,但难以剥落．对于已经发生了氧化皮大面积剥落的超（超）临界锅炉,如果检查确认高温受热面氧化皮剥落比较完全,剥落之氧化皮清理比较彻底,则在相当长时期内氧化皮剥落问题都将不再是运行忧患．     

USC直流炉水冷壁壁温监测有限元分析

超超临界压力（USC）直流炉膜式水冷壁向火侧危险点壁温的在线监测一直都较难实现。本文基于有限元分析的理论提出一种针对900MW超超临界压力电站锅炉水冷壁在线温度场数值模拟水冷壁截面二维温度场方法,数值模拟结果经理论分析和试验验证,求解精度高,可信度好,为间接测量USC直流炉水冷壁向火侧危险点温度提供了新的监测方法。     

锅炉水循环安全可靠性在线监测的数学模型

针对自然循环锅炉经常出现的水循环故障 ,提出了预报锅炉水循环故障所需要监测的系统参数和中间计算参数的测量方法 ;结合监测的具体参数建立了锅炉水循环可靠性的数学模型。给出了锅炉水循环校验模型的计算机解法。此水循环监测数学模型可以应用到锅炉的水循环在线监测中。