直流锅炉水冷壁热敏感性的研究

针对锅炉扰动工况下水冷壁的安全问题,根据汽液两相流阻力分相流模型,建立了直流锅炉水冷壁热敏感系数定量计算表达式,基于C++Builder分析程序研制了水冷壁热敏感特性分析软件.对1 100 t/h直流锅炉水冷壁的热敏感系数进行了定量计算,并分析了热负荷、压力、质量流速等因素对流量敏感系数、压降敏感系数和出口焓敏感系数的影响规律.结果表明:在近临界压力区,锅炉热敏感性受外界扰动的影响最为剧烈.研究结果对防止水冷壁爆管,确保直流锅炉安全运行具有重要意义.     

超临界压力塔式直流锅炉螺旋管圈水冷壁吸热偏差的试验研究

以1000MW超临界压力塔式直流锅炉为例,对不同负荷下螺旋管圈水冷壁的吸热偏差进行了测量和计算．结果表明：螺旋管圈水冷壁的吸热偏差随着机组负荷的改变而变化,负荷越高,吸热偏差越小,在满负荷下,热偏差系数趋于1．在同一负荷下,由下部螺旋管圈和上部垂直管屏构成的水冷壁管吸热偏差比垂直管屏水冷壁的吸热偏差小;螺旋管圈水冷壁对改善炉内热负荷分布不均效果显著．     

直流锅炉水动力不稳定问题的分析与防治

直流锅炉在启动和低负荷阶段会发生水动力不稳定问题,主要原因是此阶段汽水比容差较大,水动力的稳定性对水冷壁入口的欠焓较大及管间的受热不均匀性尤为敏感。介绍了上海外高桥三期的蒸汽加热启动技术和弹性回热技术,其分别解决了启动阶段水动力多值问题、提高了低负荷阶段水动力的稳定性。同时,锅炉降负荷时,燃烧器从最下层起依次退出可提高水动力稳定性及减小水冷壁管间壁温偏差。     

超临界和超超临界锅炉水冷壁的优化设计

阐述了超临界和超超临界锅炉水冷壁的优化设计，主要包括：下辐射区水冷壁采用内螺纹管，降低质量流速，准确掌握超临界流体热物性，减小工质焓增，减小热偏差和壁温偏差，降低局部热负荷，提高安全裕度等综合性措施。最低直流负荷优化选择综合考虑启动系统成本和变负荷运行范围以及对负荷快速变化的跟踪性能，以适应机组调峰。对1000MW超超临界锅炉垂直管屏水冷壁的流动特性进行了理论分析，强调应高度重视运行煤质变化的影响并严格监控水质。图5表1参7     

超临界锅炉垂直管屏水冷壁变压运行特性分析

针对1 000 MW超超临界机组锅炉内螺纹管垂直管屏水冷壁变压运行特性进行了理论分析.重点分析了低质量流速下的水冷壁热偏差对流量偏差的影响关系和内螺纹管传热特性以及直流锅炉水冷壁强制流动特性被自然循环特性部分低偿的流动特性.     

考虑汽水两相流动压降时的水冷壁流量偏差系数计算

根据平均管与偏差管压降相等的原理,在考虑汽水两相摩擦阻力压降与局部阻力压降的基础上,建立了水冷壁流量偏差系数η1的迭代求解方法,与目前常用的方法相比,本方法能够反映出热负荷,蒸发段长度等对流量偏差系数的影响,在此基础上,用这两种方法分别计算了秦岭电厂400t/h燃煤直流锅炉50％运行负荷下的水冷 壁流量偏差系数,为该锅炉低负荷运行时的水动力调整提供了依据。     

超(超)临界压力锅炉垂直管屏水冷壁水动力与热偏差调整建议

垂直管圈超(超)临界压力锅炉一般都在水冷壁管入口安装节流圈,以调节工质流量,使其与对应区域的热负荷相匹配,但是该类型锅炉在投运后往往出现水冷壁节流圈结垢、水动力和热偏差,以致发生爆管.通过对水冷壁结构特点的分析,对爆管原因进行了研究,参考亚临界垂直管圈直流锅炉水动力调整经验,提出超(超)临界压力锅炉垂直管屏水冷壁系统改进和进行水动力调整的建议,即减少水冷壁管入口节流圈数量,在水冷壁管(屏)的入口安装调节装置以及加装水冷壁管屏的监视测点等.     

超临界压力锅炉螺旋水冷壁管传热特性的试验研究

超临界压力直流锅炉炉膛水冷壁倾斜管内壁对工质的对流换热系数及对水冷壁管的安全运行尤为重要,为此对某1 000 MW超临界压力塔式直流锅炉螺旋水冷壁进行了实炉试验测量,计算出螺旋管圈水冷壁管内壁与工质间的对流换热系数,并以此为据,拟合出计算超临界压力下螺旋水冷壁管对流换热系数的计算公式,并对该炉型水冷壁管超温现象进行了分析,为水冷壁的安全运行提供了参考依据。     

超临界W型火焰锅炉垂直水冷壁水动力特性研究

对超临界W型火焰锅炉垂直水冷壁的水动力特性进行研究,首先对锅炉应用的材料为SA-213T12的ф31.8mm×5.5mm四头优化内螺纹管在试验台进行阻力特性研究,得到摩擦阻力系数λ。根据摩擦阻力系数λ及运行参数,计算某电厂600 MW超临界机组直流锅炉炉膛垂直水冷壁的阻力特性、流量偏差及热负荷偏差,并对水冷壁的水动力特性进行分析研究。     

超超临界直流锅炉垂直管屏水冷壁壁温分布特性

以燃用高钠煤的660MW超超临界压力直流锅炉为例,对不同工况下垂直管屏水冷壁壁温分布特性进行了试验研究.结果表明:提高高钠煤的掺烧比例,可降低燃烧区域热负荷,有利于水冷壁壁温分布的均匀性;超临界压力下低负荷运行时,水冷壁壁温偏差值会增大,节流孔圈未完全发挥控制工质质量流量的作用是造成水冷壁壁温偏差较大的原因之一;通过调整锅炉运行方式,可在一定程度上改善水冷壁壁温分布的均匀性.     

660 MW超超临界直流锅炉水冷壁系统动态特性仿真

通过机理分析和合理简化,建立了某电厂660 MW超超临界直流锅炉水冷壁系统的非线性移动边界动态数学模型,并对该锅炉在75%热耗率验收(Turbine Heat Acceptance,THA)工况和额定(Boiler Rated Load,BRL)工况下水冷壁系统的动态特性进行仿真,结果表明:各种扰动下水冷壁系统各参数的变化趋势均能通过机理分析给予合理解释;在不同的扰动输入下,水冷壁系统各参数的动态特性各异;当75%THA工况时,在进口焓值阶跃扰动下,蒸发段长度的动态响应存在超调;当75%THA工况和BRL工况时,在进口焓值阶跃扰动下,出口蒸汽比焓在其响应初期都存在逆向变化过程。研究工作加深了对660 MW超超临界直流锅炉水冷壁系统动态特性的认识,可为优化该型锅炉的设计、控制和运行以及电站仿真机的开发提供理论参考。     

电站锅炉省煤器出口水温升高对过热器吸热的影响

讨论了某台200 MW燃煤自然循环锅炉省煤器改造后出口水温升高而造成的屏式过热器超温,根据锅炉锅筒欠焓计算与水冷壁产汽量计算,并结合炉膛换热及出口烟温计算,分析了省煤器出口水温与屏式过热器吸热量之间的内在联系。现行锅炉热力计算方法未考虑省煤器出口水温与炉膛内蒸发受热面产汽量的依赖关系,不能体现省煤器出口水温较大幅度变化对炉膛吸热量的影响。     

基于系统辨识的超临界600MW机组给水控制热工对象建模与仿真

超临界机组给水控制的任务是以中间点温度或焓值作为表征量,进而控制汽温和不同负荷下的给水量。中间点焓值概念明确、灵敏度高,并且由于工质大比热特性,故应用中间点焓作为表征量更科学。对于直流锅炉给水的吸热、蒸发和过热之间没有明确分界的复杂对象,机理建模已难于适用。而以输入输出数据提供的信息来建立热工对象模型的系统辨识方法则显出优越性。依据某超临界600MW机组DCS数据图,应用MATLAB系统辨识建立了中间点焓值-给水量热工对象数学模型并降阶简化。最后以一仿真实例验证了模型的有效性、准确性及工程应用价值。     

水和蒸汽比焓、比容拟合式在饱和蒸汽工业锅炉上的应用

根据国际新工业标准IAPWS—IF97公式计算的数据,利用最小二乘法的原理,在饱和蒸汽的工业锅炉压力等级系列适用范围内,以绝对压力p为变量,拟合出干蒸汽焓h＇＇、干饱和蒸汽比容v＇＇、饱和水焓h＇、汽化潜热r（△hv）、饱和水比容v＇的函数表达式,最终给出由给水压力pgs和给水温度tgs表示的给水焓hgs给水密度ρgs表达式,这些函数表达式,可用于饱和蒸汽工业锅炉性能试验、热力统计、能源审计等的计算,具有精度高,适用范围大,便捷、实用的特点。     

Theoretical model for evaluation of variable frequency drive for cooling water pumps in sea water based once through condenser cooling water systems

In sea water based once through cooling water system for power plants, sea water is pumped through the condenser and the return hot water is let back to sea. The cooling water pumps (CWP) in power plants generally operate at constant speed, pumping variable quantities of water depending on the tide level in the sea. The variable flow causes variation in condenser back pressure resulting in changes in the turbine cycle heat rate. If the pump speed is controlled using a variable frequency drive (VFD) to maintain design flow irrespective of the tide level, the CWP power consumption can be reduced compared to the case with constant speed CWP. However, the turbine cycle heat rate benefit that could have accrued at tide levels above the pre defined level (for fixing the CWP head) with constant speed CWP would have to be sacrificed. This paper provides a theoretical model with a typical case study to establish viability of providing VFD for CWPs in power plants with sea water based once through condenser cooling water system.     

用于汽轮机排汽冷却的蒸发式冷凝器模型及性能分析

蒸发式冷凝器兼具传热性能好和节水的优势,在大型动力系统冷却中具有广阔的应用前景。建立了蒸发冷凝器的理论分析模型,提出了蒸发式冷凝器用于冷却小型汽轮机排汽的设计方案;获得了喷淋水温度、空气和蒸汽的焓值在冷凝器内沿程的变化规律,并对喷淋水量、配风量和空气温度等影响冷凝器性能的影响因素进行了分析。研究结果对蒸发式冷凝器在火力发电行业的应用具有参考意义。     

国产UP直流炉水冷壁改造方案分析

针对姚孟电厂300MW直流锅炉改造方案进行了水动力分析,对比了改造前后锅炉水冷壁的负流量响应特性和正流量响应特性,指出该炉垂直管圈炉膛水冷壁水动力特性不佳,低负荷运行造成水冷壁超温及管间流体和金属温差大爆管的主要原因是高质量流速设计及其产生的负流量响应特性,给类似锅炉改造提供了借鉴经验。     

500MW超临界压力直流锅炉机组实时仿真数学模型

在分析５００ＭＷ超临界压力直流锅炉机组结构和特性的基础上,以质量,能量,动量守恒定律为依据,建立了炉内传热算法和各锅内过程算法。并采用模块化的建模技术,建立了苏制５００ＭＷ超临界压力直流锅炉的实时仿真数学模型。该模型能够准确地模拟实际机组的动态特性和静态特性。     

Numerical study of the thermal–hydraulic performance of evaporative natural draft cooling towers

In this paper, the mathematical and physical models governing the flow, mass and heat energy of moist have been set up for an evaporative natural draft cooling tower. The models consider the effect of non-spherical shape of water drops on the flow, heat and mass transfer. Experimental data has been adopted to validate the numerical scheme. Average difference between the measured and the predicted outlet water temperature is 0.26°C. Distributions of the velocity components of the moist air, density, pressure, enthalpy and moisture content, the water temperature and its mass flux have been predicted. The simulation shows that some recirculation exits under the lower edge of the shell, where the air enthalpy, temperature, humidity and moisture content are higher, but the density is lower. The simulation also proves that the main transfer processes take place in the fill region where the percentage of latent heat transfer is predicted as 83%. However, about 90% of the heat energy is transferred via evaporation in the rain region although the total heat transfer rate there is very small compared to the fill region. Hourly performance of a natural draft cooling tower under the meteorological condition of Singapore has also been predicted.