膜式水冷壁特定点温度相关性的研究

为了监测电站锅炉膜式水冷壁向火侧危险点壁温,基于温度场数值模拟结果研究了向火侧危险点温度和背火侧特定点温度的关系。首先用数值模拟方法计算了大量工况下水冷壁截面温度场分布,然后根据数值模拟结果拟合背火侧3个特征点温度差值与向火侧2个危险点温度的关系表达式,并进行了实验验证。通过监测水冷壁背火侧3个特征点温度,根据关系式即可实现在线间接监测向火侧危险点温度。图3表3参8     

基于最小二乘支持向量机的水冷壁温度软监测建模

叙述了利用最小二乘支持向量机（LSSVM）对超临界锅炉膜式水冷壁向火侧两个危险点温度进行多目标软建模。指出,该模型可用于向火侧壁温的在线监测,该方法学习速度快、泛化能力强,比GA-BP的软测量建模具有更好的推广能力。     

600 MW超临界锅炉燃烧器区膜式水冷壁温度场的数值计算

基于有限元法对某电厂600 MW机组锅炉在不同超临界工况下燃烧器区膜式水冷壁的温度场进行了分析和计算.采用双线性四边形单元对水冷壁温度场进行剖分,分区段计算了向火侧的热流密度.依据水冷壁入口和出口工质的实际温度和压力,确定了管内工质温度及管内的对流换热系数,计算了超临界压力下不同工况的水冷壁温度分布,并对造成水冷壁超温的原因进行了分析.对计算结果与实测值进行了比较,误差很小.     

600MW超临界锅炉机组螺旋管圈水冷壁管壁温度

超临界锅炉水冷壁尤其是燃烧器区水冷壁的温度场计算对水冷壁的安全运行有重要意义。本文采用分区段热力计算方法计算了向火侧的热流密度。依据水冷壁入口和出口工质的实际温度和压力确定了管内工质温度及管内的对流换热系数。基于有限元法对某电厂600MW发电机组锅炉在100％BMCR工况条件下螺旋管圈水冷壁温度场进行了分析计算。     

基于有限元数值模拟的超超临界锅炉水冷壁管温度分布研究

现场测试只能得到水冷壁向火侧顶点、背火侧顶点及管内工质温度这3个数据。为研究水冷壁管向火侧整体壁温与这3个点温度的关系,采用有限元数值模拟方法,在ABAQUS软件中建立水冷壁管三维模型,开发自定义传热系数和热负荷子程序,分别研究3个点温度约束与壁面热负荷载荷下水冷壁管温度场分布的差异。发现仅根据3个测试数据无法获得正确的温度场分布,必须提供壁面热负荷数值。借助已有热负荷分布特征,拟合获得了热负荷关于水冷壁管径向距离和向火侧顶点热负荷值的函数,经过试算得到了已知测试温度数据下的壁面热负荷。在该热负荷条件下,计算得到了正确的温度场分布,从而建立了向火侧外壁各点温度与顶点温度的函数。     

600MW超临界锅炉炉膛膜式水冷壁的热行为研究

建立了超临界锅炉膜式水冷壁温度场的有限元计算模型,系统地分析了管壁、鳍片、水垢和积灰厚度对水冷壁温度分布的影响.结果表明:在锅炉炉膛膜式水冷壁向火侧中心和鳍片中心的温度最高,且向火侧内、外壁面温差最大,为29 K;管壁厚度对B、C、D点温度影响较小,但对向火侧A点的温度影响较大,而鳍片厚度对管壁内温度影响较小;随着水垢厚度的增加、积灰厚度的减小,水冷壁向火侧温度基本上呈线性升高的变化趋势.     

超临界对冲燃烧锅炉水冷壁向火侧起皮成因分析

针对某电厂超临界对冲燃烧锅炉燃烧器区域水冷壁出现大面积氧化皮的现象,结合冷态空气动力场试验以及对氧化皮的宏观检查和取样样品的成分分析,通过数值模拟对炉内流动、燃烧和传热传质等进行了研究.结果表明:燃烧器区域水冷壁向火侧过热氧化是水冷壁氧化皮产生的主要原因;采取燃烧调整、减小靠近两侧墙燃烧器的出力、喷涂防腐涂层和定期检查并更换水冷壁管等措施后,水冷壁氧化起皮现象得到了明显抑制.     

附加鳍片对CFB锅炉膜式水冷壁管屏热变形影响的数值分析

基于世界首台600 MW超临界循环流化床(CFB)锅炉实炉实验数据,采用ANSYS软件建立高度×宽度为4.6 m×2 m的膜式水冷壁管屏计算模型,开展了100%BMCR(锅炉最大连续蒸发量)工况下水冷壁管屏热变形的数值模拟,分析了背火侧附加鳍片及其尺寸对水冷壁管屏热变形的影响。结果表明：由于炉内热负荷分布不同,随着炉膛高度的增加,水冷壁管屏向火侧热变形先增大后减小,在炉膛高度39.5 m处达到最大值,最大热变形量为1.43 mm;在水冷壁管背火侧焊接一块附加鳍片,可有效减小水冷壁管屏热变形,当附加鳍片尺寸为6 mm×4 mm时,水冷壁管屏向火侧热变形量减至0.57 mm。     

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。     

超超临界锅炉垂直管圈水冷壁焊缝交错区域温度场建模及热应力模拟

以某660 MW超超临界锅炉为对象,构建垂直管圈水冷壁焊缝交错区域温度场模型,研究热应力分布对裂纹的影响。结果表明：焊缝交错区域管环焊缝向火侧顶点的温度高于直管段管壁向火侧顶点温度,发生超温时比直管段管壁向火侧更容易开裂;水冷壁管最大轴向拉应力位于焊缝交错区域管环焊缝焊趾向火侧顶点附近,在变负荷运行工况下易导致交变热应力,产生沿管环焊缝焊趾延伸的横向裂纹;焊缝交错区域应力集中处的等效应力大于直管段对应处,背火侧管环焊缝焊趾与鳍片角焊缝交接处等效应力最大,超过对应的高温屈服强度,材料在交变热应力作用下会诱发裂纹,裂纹沿管环焊缝焊趾向背火侧管壁延伸。     

应用多传感器信息融合技术优化直流锅炉给水控制

针对超临界直流锅炉的给水控制复杂、影响因素繁多的运行情况,提出了应用多传感器信息融合技术对水冷壁温度和煤质在线分析数据进行融合,并对直流锅炉给水控制系统进行了重构和优化.结果表明:采用该技术后,锅炉给水控制系统更加灵敏、可靠和有效.     

超临界直流锅炉长期动态特性的建模与仿真

超临界直流锅炉长期动态特性对超临界直流锅炉汽轮机发电机组的仿真和控制系统设计具有十分重要的意义。为了快捷、全面、可靠地研究调峰及负荷变化过程中超临界直流锅炉的长期动态特性,通过合理地机理分析和模型简化,应用状态空间方法建立了超临界直流锅炉省煤器,水冷壁,过热器及再热器的简化数学模型,推导出工质侧压力流量变化的一组更为简洁、新颖的非线性关系式。最后以上述简化状态空间模型和非线性关系式为工具对某600MW超临界直流锅炉的长期动态特性进行了仿真研究,仿真结果正确。本文的研究为超临界直流锅炉的长期动态特性研究提供了一个十分简便的数学模型和方法。     

炉内流场对水冷壁高温腐蚀影响的数值模拟分析

采用气－固两相流动数值模拟方法,分析了１０００ｔ／ｈ直流锅炉水冷壁高温腐蚀的原因,指出直流燃烧器前后墙矩形布置导致烟气贴壁,不合理配风使壁面附近缺氧是造成水冷壁高温腐蚀的主要原因。     

锅炉高温受热面蒸汽侧氧化膜在线监测技术研究

建立了高温受热面炉内壁温在线监测模型、氧化膜生长模型、氧化膜应力在线监测计算模型和氧化膜脱落评估模型等.在此基础上,开发了锅炉高温受热面蒸汽侧氧化膜管理系统,并利用该系统对某600MW超临界锅炉高温受热面炉内管壁温度和蒸汽侧氧化膜厚度及应力状态进行实时计算与分析.结果表明:利用该系统可以减小沿烟道宽度方向的热偏差,有效降低偏差屏的炉内温度,减缓管内氧化膜生成速率;通过对温度变化速率、氧化膜应力状态的实时监测,可以积极预防氧化膜的脱落和堆积.     

电站锅炉水冷壁管水动力和传热特性的试验研究方法

介绍了电站锅炉水冷壁管水动力和传热特性研究的试验方法,阐述了其中采用的电加热试验管段和实炉辐射加热水冷壁管等方法,对各种试验方法的特点进行了比较和分析,并给出了1000MW超超临界压力塔式直流锅炉螺旋管圈水冷壁管水动力和传热特性实炉试验研究和水动力试验台试验的结果．这些结果可作为水冷壁系统设计中的参考依据．     

1000MW塔式直流锅炉炉膛水冷壁管壁温度和热负荷分布的试验研究

对2台1 000MW超超临界压力塔式直流锅炉炉膛水冷壁管壁温度和热负荷分布进行了测量和计算,并对不同负荷工况、不同磨煤机投运方式下的热负荷和管壁温度分布规律以及炉膛上部垂直水冷壁的热负荷分布进行了分析.结果表明:1 000MW塔式直流锅炉炉膛热负荷的分布规律与其他四角切圆燃烧锅炉炉膛热负荷的分布规律基本一致.由于在最上层的燃烧器上方布置了燃尽风,对炉内烟气的扰动加强,导致沿管长方向的热负荷在54m标高处波动较大;在燃尽风喷嘴中心线以上,因受到燃尽风进入炉膛的影响,水冷壁热负荷大幅度下降.为了避免炉膛大比热区传热恶化,可以将处于拟临界点附近的水冷壁布置在低热负荷区域.     

300 MW墙式切圆锅炉水冷壁超温的数值模拟与燃烧优化

某300 MW四墙切圆燃烧锅炉在实际运行过程中一直存在着燃烧器区域的火焰刷墙与高温腐蚀现象,导致燃烧器区域水冷壁易超温,严重影响机组的安全运行.通过现场试验与数值模拟,分析了产生以上问题的原因,并针对性地提出了相应的燃烧器改造与优化方案.结果表明:造成水冷壁超温与高温腐蚀的主要原因是燃烧时火焰产生的切圆过大、火焰气流距...     

LYCTWA型贴壁风在墙式对冲燃烧锅炉上的应用及仿真模拟研究

针对某电厂600 MW墙式对冲燃烧锅炉在低氮燃烧改造后存在严重的水冷壁高温腐蚀问题,采取LYCTWA型贴壁风系统对其进行了高温腐蚀治理改造。通过全炉膛数值模拟与现场试验相结合的方法,研究了侧墙壁面区域的烟气成分分布以及不同的贴壁风布置方案对炉内燃烧及高温硫腐蚀的影响。结果表明：模拟结果与电厂实际腐蚀区域相吻合,腐蚀区域主要集中在第2层主燃烧器至燃尽风间的侧墙区域。加装了贴壁风系统后,数值模拟和试验结果均显示侧墙还原性气体体积分数大幅降低,水冷壁贴壁气氛得到显著改善。     

超临界直流锅炉炉膛水冷壁布置型式的比较

介绍了中国直流锅炉的发展过程和上海发电设备成套设计研究院对超临界压力锅炉炉膛水冷壁系统的试验研究,提出了超临界锅炉理想的水冷壁应具有的特性,同时以实例对垂直管屏水冷壁和螺旋管圈水冷壁的水动力特性进行了计算和对比,并提出了若干建议.     

某电站亚临界直流炉改造前_后炉内燃烧的数值模拟及分析

用数值模拟的方法对某电厂锅炉改造前和改造方案在100％BMCR负荷下的炉内燃烧进行研究。通过分析比较改造前后炉内燃烧的速度场、温度场和氧量场,得出了改后燃烧稳定性好,水冷壁结焦趋势和水冷壁发生高温腐蚀的趋势小的结论,论证了改造方案的可行性。同时根据计算中发现的改后炉膛出口烟气温度分布不均匀的现象,提出了降低分段风射入高度和提高分段风风速的改进建议。