1000MW宽负荷超超临界机组锅炉水动力特性计算及分析

针对1000 MW高效宽负荷率超超临界机组锅炉结构特点,将水冷壁划分为由流量回路、压力节点和连接管组成的流动网络系统。根据质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程,建立了超超临界垂直管圈锅炉水冷壁水动力计算模型。利用牛顿弦割法求解非线性模型得到了锅炉在BMCR负荷、75%THA负荷和30%THA负荷下的流量分配、炉膛出口汽温及水冷壁金属壁温分布情况。计算结果表明:各负荷下,壁温和鳍片温度在材料许可范围内,该采用垂直管圈的超超临界机组锅炉水冷壁在水动力方面安全可靠;30%THA负荷时水冷壁不会发生流动不稳定性。     

600 MW机组塔式直流锅炉水冷壁水动力特性计算

针对元宝山电厂亚临界600 MW机组塔式直流锅炉炉内结焦严重、“四管”泄漏频繁、过热器再热器超温、制粉系统出力不足等问题,对该机组锅炉水冷壁进行了优化改造。根据改造后的锅炉水冷壁结构特点及炉内热负荷分布特点,将水冷壁划分为由流量回路、压力节点和连接管组成的流动网络系统,根据质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,建立了亚临界锅炉流量分配及出口汽温的计算模型。在此基础上对锅炉在不同工况时各回路流量分配及壁温分布进行了计算。结果表明,在TRL、75％TRL及30％TRL工况下,管内、外壁温度、壁厚中间点温度和鳍端温度均处于管子的允许温度范围之内,可以保证锅炉的安全运行。     

660MW超超临界循环流化床锅炉水动力及流动不稳定特性计算分析

水动力特性及流动不稳定性的准确计算和分析,对660MW超超临界CFB锅炉水冷壁的优化设计和安全运行具有重要意义。针对我国自主开发的660 MW超超临界CFB锅炉设计方案,将其水冷壁系统等效为由流量回路、压力节点和连接管组成的流动网络系统,根据质量守恒、能量守恒和动量守恒方程建立了水动力计算数学模型,在此基础上对其4个负荷下的水动力特性进行了计算分析。同时建立了适用于超超临界锅炉流动不稳定性计算分析的一维单通道通用数值计算模型,选取25%锅炉最大连续出力(boiler maximum continue rate,BMCR)负荷下的危险回路进行了流动不稳定性的计算分析。计算结果表明,超超临界CFB锅炉水冷壁系统的总压降低于煤粉炉的压降;水冷壁流量分配呈正响应特性,4个负荷下最大的流量偏差为20.98%;最大的出口工质温度偏差出现在后墙,为8.4℃;各负荷下的壁温均处于管子材料的允许温度范围之内,不会出现高温爆管的现象;水冷壁不会发生流动不稳定性,锅炉的运行是安全可靠的。     

300 MW亚临界锅炉低负荷水动力特性研究

以某300 MW亚临界自然循环锅炉为研究对象,构建由流量回路、压力节点和连接管组成的流动网络系统,并根据质量、动量和能量守恒方程,建立水冷壁流量和壁温计算数学模型,对低负荷下的水动力特性进行研究.结果表明:20％和30％额定负荷下锅炉的循环倍率均大于界限循环倍率,不同负荷下各回路的流量分配呈现中间高、两头低的趋势,热负...     

超超临界1000 MW机组锅炉水冷壁壁温偏差计算分析及对策

针对平顶山电厂超超临界机组直流锅炉水冷壁壁温偏差过大的问题,本文根据锅炉结构特点和对冲燃烧特性,建立了1 000 MW机组对冲燃烧锅炉水动力计算模型,并通过对比计算结果和试验实测数据,反推锅炉热负荷分布,分析了造成锅炉水冷壁壁温偏差过大的原因,提出了相关应对措施。研究结果表明:该机组锅炉水冷壁壁温偏差过大主要是由炉膛内热负荷不均和流量分配不均引起,同时锅炉结构也对壁温偏差的敏感度有一定的影响;在高电负荷时,计算结果与实测数据能够较好地吻合,但中低电负荷时,水冷壁吸热偏差较大,通过反推,修正了热负荷分布,发现计算值与实测结果接近。建议在运行过程中注意调整同层旋流燃烧器的风粉均匀分配,在变负荷或扰动工况时控制好煤水比,在锅炉设计方面可以调整进入上炉膛前墙和后墙的流动截面比,使流量均匀分配。     

深度调峰负荷时亚临界自然循环锅炉水循环安全计算与分析

为探寻提升火电机组灵活性的技术路径,提升风能等新能源的消纳能力,针对华能国际电力股份有限公司丹东电厂亚临界350 MW机组自然循环锅炉在深度调峰负荷下的水循环安全计算与分析,根据锅炉水冷壁的结构特点,将水冷壁划分为由流量回路、压力节点和连接管组成的流动网络系统。根据质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,建立了亚临界自然循环锅炉水冷壁流量和壁温计算的数学模型。采用对非线性流量平衡和压降平衡方程组进行直接求解的方法,计算得到了深度调峰工况的水动力结果。计算表明:深度调峰25%THA负荷下的循环倍率均大于界限循环倍率,可以满足锅炉安全运行,并有足够的安全裕度;流量和循环流速较合理,四面墙各墙回路流量分配均匀,金属温度能够满足材料强度和抗氧化的要求;在此基础上25%THA负荷不会发生流动不稳定性,且在正常热负荷下不会发生停滞现象。     

1000MW超超临界锅炉机组冷态启动时水冷壁超温的探讨

超超临界锅炉冷态启动时水冷壁容易产生超温,影响水冷壁管材的使用寿命。介绍了1 000 MW超超临界锅炉机组冷态启动时水冷壁的超温情况,通过对比玉环电厂4台锅炉多次冷态启动时的超温记录,分析超温原因。煤水比失调和水冷壁产生壁温偏差是水冷壁超温的2个主要原因。重点分析了造成煤水比失调的影响因素和引起水冷壁壁温偏差的原因。全炉热负荷值过大或水冷壁质量流速不足,造成了煤水比失调;局部热负荷值过大、流量偏差和吸热偏差造成了水冷壁的壁温偏差。针对水冷壁的超温特点,提出了超超临界锅炉冷态启动时水冷壁的壁温控制策略。     

500MW超临界直流锅炉低NO_x燃烧器改造水冷壁水动力计算

将水冷壁流动网络系统等效为流量回路、压力节点和连接管三类元件,对500 MW超临界直流锅炉低NOx燃烧器改造后水冷壁进行了水动力计算,分析了该锅炉负荷在500 MW、250 MW以及200 MW时壁温随炉膛高度的分布。结果表明:锅炉在500 MW时,上、下辐射区的水冷壁内壁温度、外壁温度、中间点壁温与鳍片温度均处于材料许用范围之内;250 MW时,下辐射区中间点温度不超过510℃,水冷壁是安全的;200 MW时,影响锅炉安全运行。     

高参数超超临界二次再热机组锅炉垂直管圈水冷壁水动力特性分析

相对于常规电站锅炉,高参数超超临界二次再热机组锅炉具有炉内热负荷分布复杂、水冷壁工质温度水平较高、工质大比热容区吸热能力下降等特点,这对锅炉水动力的设计提出了更高的要求。对此,本文以华能安源发电有限责任公司超超临界660 MW二次再热机组锅炉为例,通过数值模拟和水动力建模计算相结合的方法,对超超临界二次再热机组锅炉垂直管圈水冷壁的水动力特性进行了详细计算和分析,获得了相应的流量分配规律以及汽温和壁温分布特点。结果显示:BMCR工况下,下炉膛和上炉膛水冷壁均存在流量偏差和壁温偏差,整体呈负流量响应特性;每面墙水冷壁内流量呈两端高、中间低分布;汽温和壁温分布则为中间高、两端低。本文研究成果可以为高参数超超临界二次再热机组锅炉垂直管圈水冷壁的水动力设计和优化提供参考。     

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。     

超超临界锅炉水冷壁壁温异常原因分析

根据垂直管屏超超临界锅炉的结构特点,结合我国首台超超临界锅炉调试、试运经验,全面分析了超超临界锅炉水冷壁壁温异常的影响因素,重点分析了锅炉燃料量的过多投入、水冷壁管内冷却流量不足、燃烧器投用次序、燃烧器摆角、炉膛配风配粉及管屏制造安装缺陷等因素对水冷壁壁温的影响。针对垂直管圈超超临界锅炉水冷壁可能出现的3类壁温异常现象,提出了对应的运行调整、检查检修的处理对策。     

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。     

超（超）临界锅炉寿命损耗在线监测系统

采用东方锅炉自行研究的基于应力集中系数的简化寿命计算方法,研制开发了超超临界锅炉高温厚壁承压部件寿命损耗在线监测系统。经过在华电国际邹县四期2×1000MW工程锅炉上的现场考核验证表明：系统具有寿命在线计算、管理和壁温、寿命超限报警功能。系统适用于亚临界到超超临界等所有锅炉厚壁承压部件的寿命损耗在线监测。     

超临界W型火焰锅炉垂直水冷壁低质量流速条件下热敏感性研究

针对600MW超临界W型火焰锅炉垂直管圈水冷壁在低质量流速下的热敏感特性,对六头内螺纹管垂直水冷壁600MW超临界W型火焰炉热敏感性系数进行研究,分析了干度、热负荷、质量流速及压力等关键参数对超临界W型火焰锅炉内螺纹管垂直水冷壁流量敏感性系数和出口焓敏感性系数的影响规律,并计算和分析了该锅炉水冷壁在不同锅炉负荷下的温度偏差及出口焓值偏差。结果表明随热负荷增大,流量敏感性系数正向增大,锅炉水冷壁自补偿特性增强,出口焓值敏感性系数减小;流量敏感性系数随着质量流速的增大而减小,当质量流速超过一定值时,流量敏感性系数为负,锅炉水冷壁呈现负流量响应特性;质量流速增大,水冷壁出口焓值受热负荷扰动的影响也逐渐减弱;压力的升高有利于锅炉水冷壁水动力稳定性的增强;随干度增大,锅炉自补偿特性减小,出口焓值敏感性系数为正向增大,出口焓值偏差随着干度的增大而增大。研究结果对超临界W型火焰锅炉的安全运行、防止水冷壁爆管具有重要意义。     

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。     

未投RB时350 MW机组单台汽动给水泵跳闸处理

某350 MW超临界机组在试运行期间故障减负荷(RB)功能未完善时发生单台汽动给水泵跳闸事故,阐述了事故发生的过程,并采取了稳定给水流量、降低锅炉燃烧率、调整主蒸汽参数等措施.结果 表明:1台汽动给水泵跳闸后,在1台50％最大连续蒸发量(BMCR)容量汽动给水泵与1台30％BMCR容量电动给水泵提供给水的情况下,通过采...     

锅炉过热器与再热器流量分配的非线性数学模型及壁温计算方法

根据并联管组各根管子进、出口降之间的关系,并考虑到分配集箱与汇集集箱中流体的静压变化,建立了锅炉过热器、再热器流量分配的非线性数学模型。该模型所使用的经验参数较少,具有较高的计算精度,并可求出每根管子中的工质流量。各根管子上的热负荷分布已知后,再考虑到流量分配特性,即可确定需要进行壁温校核的危险部位及其壁温。此方法克服了目前常用的电厂锅炉壁温计算方法中核核点工质流量与热负荷并一定互相对应的缺点。针对蒲城电厂330MW燃煤直流锅炉1号过热器的改造方案,利用本文提出的方法与电厂锅炉常用的壁温计算方法分别计算了100％与50％锅炉运行负荷下危险部位的壁温。结果表明,所有校核点的壁温均有在管材所允许的范围之内。     

超超临界直流炉无炉水循环泵稳压吹管

对锅炉启动系统设计有炉水泵的660 MW超超临界机组进行了无炉水泵吹管的可行性分析,确定了采用无炉水循环泵吹管的方案。介绍了吹管系统的设计和吹管参数的选择,选择稳压吹管的方式,提出无炉水循环泵稳压吹管的技术要点。实践证明,通过利用给水泵和给水旁路调节阀控制给水流量,并尽早投入化学精处理系统以回收分离器疏水,完全可以较好实现设计有炉水泵机组的无炉水泵启动稳压吹管。     

600MW超临界循环流化床锅炉水冷壁设计及运行特性

超临界循环流化床锅炉将循环流化床燃烧技术与超临界蒸汽压力循环优点相结合。提出了超临界循环流化床锅炉水冷壁布置方案设计的难点,介绍了东方锅炉设计的600 MW超临界循环流化床锅炉水冷壁系统特点及其优点;并对锅炉实际运行数据进行分析。结果表明炉膛水冷壁吸热偏差较小,锅炉满负荷运行时水冷壁出口蒸汽温度最大偏差为17.0℃,中隔墙出口蒸汽温度最大偏差为28.0℃,均远小于设计允许值,东方锅炉600 MW超临界循环流化床锅炉水冷壁设计是成功的。