超超临界循环流化床外置换热器壁温偏差特性研究

为减小高效超超临界循环流化床锅炉外置换热器受热面热偏差,通过600 MW超临界循环流化床(Circulating Fluidized Bed,CFB)锅炉实炉试验,分析了外置换热器的热偏差特性。结果表明:外置换热器内存在热偏差,靠外置换热器边壁区域温度较低,中间区域温度较高,温差可达50℃。根据实炉数据,通过数值计算,复现了外置换热器偏差特性,并提出通过工质侧结构调整分配流量来解决此偏差问题的方案,可使热偏差显著降低,确保660 MW高效超超临界CFB锅炉末级再热器壁温控制在现有材料允许壁温范围内,且有一定裕量,安全可靠。     

300MW循环流化床锅炉屏式过热器传热特性及壁温研究

建立了循环流化床锅炉屏式过热器传热模型,采用分区段方法计算了受热面管子在锅炉3种典型负荷下,管内工质温度和管壁金属温度的沿程分布特性;利用实炉运行数据研究了锅炉在不同负荷下屏式过热器传热系数的变化规律,分析了低负荷下循环流化床锅炉屏式过热器超温的原因.结果表明:循环流化床锅炉屏式过热器热负荷较均匀,管壁温度没有明显的突升情况,最高管壁温度出现在75％ BMCR(锅炉最大连续蒸发量)负荷下.     

600MW超临界循环流化床锅炉水冷壁的选型及水动力研究

在超临界及亚临界压力范围内对不同尺寸的内螺纹管和光管的流动传热特性进行了实验研究,得到了偏离核态沸腾(DNB)和蒸干(DRYOUT)的发生规律、管子流动和传热的特性,建立了计算复杂流动网络系统回路流量及节点压力的数学模型,对非线性方程组采用迭代方法进行了求解,并对1台600 MW超临界循环流化床锅炉的水冷壁流量分配及壁温分布进行了计算.结果表明:在BMCR和在75%BMCR负荷下锅炉运行是安全可靠的.另外,笔者还研究了吸热偏差对流量分配及壁温分布的影响,结果表明流量与吸热量呈正响应特性.     

东方自主开发型300MW循环流化床锅炉的床温控制

引进型300MW循环流化床锅炉中，采用了外置式换热器的布置方式，这样的设计能够有效的调节炉膛床温，但由此带来了结构复杂、控制系统繁琐等诸多问题，使锅炉运行的掌控难度加大。而东方自开发300MW循环流化床锅炉方案中，与引进型方案最大的不同之处就在于取消了外置式换热器的布置，并采用了东方传统的炉内布置屏式受热面的布置型式，使锅炉整体布置大为简化，运行的控制也得到简化。本锅炉方案一经推出，就得到了国内外广大用户的青睐，但运行中如何对床温进行调节是目前许多用户担心的问题。本文主要从保证床温均匀性和防止床层超温两个方面，介绍了东方自主开发型3000MW循环流化床锅炉床温的控制技术。     

600MW超临界循环流化床锅炉运行优化试验研究

在600 MW超临界循环流化床(CFB)锅炉上完成了一系列试验。试验包括60 m高CFB冷模试验、600 MW超临界CFB锅炉炉内(包括外循环系统)燃烧与传热均匀性试验以及水冷壁传热特性试验,分别研究了60 m高CFB冷模试验提升管内气固浓度分布、给煤均匀性对600 MW超临界CFB锅炉炉膛出口烟气成分均匀性的影响、二次风射程随负荷变化规律;分析了100%负荷下600 MW超临界CFB锅炉水冷壁汽水温度分布特性,并通过水冷壁背火侧壁温分析了水冷壁壁面气固流动特性、热流密度特性。通过这些试验研究发现炉膛上部(距布风板40 m以上)气固浓度随着炉膛高度的增加仅轻微增加;炉膛底部风煤混合对炉膛出口的烟气成分有强烈影响;通过测量水冷壁背火侧壁温可以分析获得炉内水冷壁壁面附近多项热力参数。     

大型循环流化床锅炉中的传热

分析了典型的大型循环流化床锅炉炉膛传热数据及其相关参数关系.以12 MW、50MW和135 MW循环流化床锅炉为例,讨论大型循环流化床锅炉炉膛传热问题.此外,还讨论了炉膛悬吊受热面、汽/水冷旋风分离器、外置式换热器和尾部受热面的传热规律,并给出大型循环流化床锅炉传热系数计算的经验公式.图10表2参12     

300MW循环流化床锅炉超温问题分析及解决

某自主研发生产的300MW循环流化床(CFB)锅炉在升负荷过程中出现尾部低温过热器、低温再热器管壁超温现象,根据CFB锅炉炉内的传热机理,分析了超温主要原因是锅炉床料太粗,造成炉膛稀相区的固体颗粒浓度小、炉膛传热系数小而使炉内受热面吸热量比例偏少,进而造成尾部低温过热器、低温再热器吸热量偏大而管子超温。通过将炉内大颗粒外排、补充筛分过的较细床料和石灰石等主要措施,完全消除了超温现象,保证了锅炉的安全运行。     

大型循环流化床锅炉固体颗粒流动及分布的数值模拟

对引进的４１０ｔ／ｈＰｙｒｏｆｌｏｗ商用循环流化床锅炉燃烧系统固体的流动过程及其分布特性进行了数字模拟,建立的流动模型采用小室模型模拟气固两相沿轴向的流动,采用“核心－环”流动结构模拟气固两相在径向的不均匀性,模拟时考虑了给料,固体颗粒磨损以及床料的宽筛分等特性,为引进大型商用循环流化床锅炉技术的消化吸收进行了初步的基础研究,并为进一步分析研究该循环流化床锅炉的整体特性奠定了基础。     

循环流化床锅炉床上煤气点火的应用

循环流化床锅炉的点火是锅炉运行的重要环节,如果操作不当容易引起床料的超温结焦或灭火。文章着重介绍循环流化床锅炉床上煤气点火系统启动准备工作及操作。这降低了工人的劳动强度,提高了锅炉设备点火安全的可靠性。     

循环流化床锅炉的热流密度分布

循环流化床燃烧技术的发展方向是超临界。超临界循环流化床锅炉的主要技术关键是炉膛受热面的横向热流分布。在管内工质温度不同的3台实际运行的循环流化床锅炉上，在水冷壁不同高度上测量了膜式壁特征金属壁温，将有限元用于水冷壁的换热分析，得到了循环流化床水冷壁的换热系数分布。该结果为超临界锅炉的设计提供了基础。     

某350MW超临界循环流化床锅炉防磨技术的工程应用

对于350MW等级超临界循环流化床锅炉而言,长周期运行一直是困扰其安全稳定运行的难题,本文通过对循环流化床锅炉磨损的机理及影响因素进行分析,研究受热面熔敷技术和防磨格栅技术对循环流化床锅炉长周期运行的影响并进行工程应用。应用结果表明采用等离子弧熔滴熔敷技术能够增强熔敷区受热面硬度,延长了熔敷区域水冷壁管寿命;采用防磨格栅技术对水冷壁局部磨损严重区域效果较为明显。     

利用出口几何结构改善循环流化床锅炉性能

循环流化床锅炉出口几何结构对炉内气固两相流动特性和传热特性有强烈的影响,称为循环流化床锅炉出口端头效应。试验结果表明,采用合理的出口几何结构,可以增强颗粒的内循环和炉内传热。     

景德镇发电厂660MW超超临界锅炉受热面壁温偏差控制策略

根据带节流孔圈垂直管屏超超临界直流锅炉的特点,结合景德镇发电厂实际运行状况,全面分析了锅炉水冷壁、过再热器管壁壁温偏差产生的原因。重点分析了磨组运行方式、配风方式等因素对受热面壁温的影响,通过烟气侧温度场调整,降低炉内及炉膛出口烟温偏差,达到各受热面吸热均匀,有效降低了受热面壁温偏差,为机组长期稳定运行创造了有利条件。     

25t/h循环流化床锅炉与复合相变换热器配套使用的技术总结

复合相变换热器在用作大幅度降低锅炉排烟湿度的同时,又能使尾部受热面壁温保持较高温度,是一种彻底消除因受热面结露而造成低温腐蚀的高效节能设备,江西锅炉厂生产的JG25－3．82／450－ WⅡ型锅炉是第一台采用复合相变换热空气预热器循环流化床锅炉,已在福建凤竹集团有限公司运行。在运行中,锅炉的热工技术性能良好。表1     

增压流化床锅炉床下点火启动过程的研究与应用

分别在实验室规模常压模拟增压流化床燃烧室和１５ＭＷｅ ＰＦＢＣ－ＣＣ联合循环中试电站６０ｔ／ｈ蒸 发量的ＰＦＢＣ锅炉上进行了增压流化床锅炉床下点火启动特性的试验研究和应用实践．试验了热烟气点 燃流化床的煤种适应性;研究了加煤床温、埋管受热面、热烟气温度和流化风量等参数对床层冷启动和热 启动过程的影响规律．验证了为增压流化床锅炉设计的启动系统中带有气封结构风室的可靠性和烟气分 布的均匀性。考察了增压流化床在深床运行中实施压火后,能再次热启动的条件及所需的燃油量和煤量 的变化。将热烟气床下点火技术和热烟气与主燃风的同风室结构应用于中国第一座ＰＦＢＣ－ＣＣ中试电站, 取得了点火过程稳定可靠和安全的效果．     

一种改善循环流化床锅炉性能的方法

循环流化床锅炉出口几何结构对炉内气固两相流动特性和传热有特性很强烈的影响,称为循环流化床锅炉出口端头效应。该文通过试验分析了循环流化床锅炉出口端头效应的机理。结果表明,采用合理的出口几何结构,可以使其具有初级内分离器的功能,进而增强颗粒的内循环,延长颗粒在炉内的停留时间,增强炉内传热,全面改善循环流化床锅炉的性能。     

两相流动对流化床燃烧行为的影响

循环床锅炉沿床高的烟气浓度及燃烧份额分布测试结果证明,鼓泡流化床和循环流化床的重要差异表现为密相区燃烧行为的根本不同,由于床料平均粒径较低,循环床密相区的流动不同于鼓泡床,导致气固两相之间的传质阻力增加,从而影响燃烧反应,密相区的燃烧行为表现为欠氧。循环床锅炉沿床高乃至分离器都有燃烧反应发生,建立了考虑气固相间传质阻力的流化床密相区燃烧模型,并与实际循环流化床锅炉的测试数据比较,计算结果与测试值比较吻合。     

600MW超临界循环流化床锅炉水冷壁热应力分析

为研究超临界循环流化床锅炉水冷壁的变形问题,在实炉测量某600 MW超临界循环流化床锅炉炉膛水冷壁壁温分布的基础上,采用数值模拟方法对距离布风板30m高度处4.6m×2m区域的水冷壁管进行了热应力分析。结果表明:80%负荷工况下,距离布风板30m高度处区域的水冷壁管沿炉膛高度方向的温度变化率较大,热应力分布极不均匀;计算区域的水冷壁管整体向下膨胀,由于存在膨胀偏差,水冷壁向火侧向炉内凸起变形,最大变形量约1.14mm;对于整个水冷壁管屏而言,存在的变形量叠加会加剧水冷壁磨损,甚至造成爆管事故。     

换热床受热面传热计算研究

流化床换热器是大型循环流化床锅炉的重要部件。基于实验数据和机理分析建立了考虑运行参数和结构尺寸的循环流化床锅炉外置式换热器的换热模型,并确定了模型参数。利用该模型,对实际运行的300MW循环流化床锅炉外置换热床受热面的传热进行了预测分析,并与其实际运行结果进行比较,预测结果与实际运行结果的相对误差在7%之内,表明建立的计算模型是可靠的。     

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.