基于频域法的超超临界锅炉水冷壁动态特性模型验证及计算分析

为了研究超超临界锅炉水冷壁出口参数的动态特性,采用频域法建立了超临界压力下的水冷壁系统动态特性计算模型。通过试验验证,计算值与试验测量数据符合较好。对某电厂超超临界锅炉下炉膛水冷壁进行了计算,得到75%热耗率验收工况(THA)负荷下的动态响应特性,研究了热负荷、入口焓、入口质量流量、出口压力阶跃时的动态特性,同时分析了不同压力、入口焓、入口质量流量、热负荷和管段长度对各参数阶跃时出口工质参数动态响应的影响。结果表明：入口焓、入口质量流量和热负荷增大时,扰动造成的响应时间减小,入口压力、管段长度增大时,扰动造成的响应时间增加。     

超临界直流锅炉螺旋管圈水冷壁动态特性

从过程基本方程出发,建立了两相受热管动态特性基本方程。在此基础上,针对所研究的问题,推导了超临界直流锅炉螺旋管因水冷壁集总参数动态微分方程组,用数值积分法进行了求解。最后针对600MW超临界直流锅炉水冷壁在3种典型工况下的动态特性进行了研究,所得结果对进一步研究直流锅炉全工况动态仿真具有一定的参考意义。     

大容量超临界直流锅炉锅内过程全工况实时仿真数学模型及动态特性

在分析苏制500MW超临界压力直流锅炉结构和特性的基础上，从设备的工作机理出发，以质量、能量、动量守恒定律为依据，建立了适用于超临界压力直流锅炉的水冷壁、过热器、点火分离器等设备的全工况算法。并采用模块化的建模技术，在华北电力大学仿真与控制研究所研制的STAR—90仿真平台上建立了苏制500MW超临界压力直流锅炉锅内过程的全工况的实时仿真数学模型。该模型能够准确地模拟实际机组的启、停过程和可能发生的故障。进行了给水量扰动、功率扰动和燃料量扰动的动态实验。实验结果表明：所建立的苏制500MW超临界压力直流锅炉全工况的实时仿真数学模型具有良好的动态特性。图5表4参6     

直流炉机组简化非线性动态模型

以某1000MW超超临界机组为例,基于机理分析并结合机组实际运行数据,通过分析制粉过程、锅炉受热系统、过热器系统和汽轮机的动态特性,建立了直流炉机组在大范围变工况运行下的简化三输入三输出非线性动态模型．该模型以燃料质量流量、总给水质量流量、汽轮机阀门开度为输入,以汽水分离器出口比焓、主蒸汽压力和汽轮机功率为输出．采用机组稳态运行数据确定模型的静态参数,利用负荷变化剧烈的数据辨识动态参数,对模型进行阶跃扰动实验,并与实际运行数据进行对比．结果表明：所建立的模型能够反映机组主要的动态特性和非线性特性,具有结构简单、参数求取容易、复现性好等优点．     

1000 MW二次再热超超临界锅炉水动力及流动不稳定性计算分析

国电泰州电厂的1 000 MW超超临界二次再热塔式锅炉为单炉膛布置。由于超超临界二次再热锅炉汽水流程复杂,工质温度水平较高,容易出现水冷壁超温现象。锅炉在低负荷运行时,省煤器出口工质欠焓减小,容易造成工质汽化以及流动不稳定现象。采用流动网络系统的水动力计算模型,对锅炉在不同负荷时上、下炉膛水冷壁出口汽温进行了计算,与实炉数据进行了比较,并对30%THA负荷进行了流动不稳定性校核。计算结果表明:100%负荷及75%负荷时,上、下炉膛水冷壁出口汽温运行偏差低于设计编差;施加热负荷扰动后流量在一定时间后能恢复稳定,锅炉水冷壁的运行是安全稳定的。由此表明所建立的1 000 MW超超临界二次再热塔式锅炉水动力计算模型和所开发的程序是可靠的,研究结果为超超临界二次再热锅炉设计提供了参考。     

超超临界锅炉变压运行水冷壁的传热特性

针对超超临界机组变压运行中,负荷和参数变化范围扩大,汽水温度剧烈变化的特性,分析了3类不同技术的1 000 MW超超临界锅炉水冷壁出口的汽水焓控制值及其对水冷壁传热特性的影响;根据运行试验数据,分析了1 000 MW锅炉螺旋管圈水冷壁和600 MW超超临界锅炉垂直管屏水冷壁的传热特性和壁温差变化特点;阐述了炉型和水冷壁形式对水冷壁出口汽水焓控制值的影响以及对省煤器水温的限制等。运行和试验数据表明,在近临界压力区、60%~80%额定负荷范围内上水冷壁壁温和壁温差均大于下水冷壁,精确控制水冷壁管内工质焓增和管外热负荷的偏差是减小水冷壁壁温差的有效措施。     

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.     

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。     

超(超)临界直流锅炉蓄热系数计算

给出了超(超)临界直流锅炉蓄热系数的计算方法:首先根据水和水蒸气的热力性质,通过程序计算出水冷壁中各相态段的长度,然后依据体积守恒方程、质量守恒方程和能量守恒方程分别计算水冷壁和过热器的蓄热系数.以某660 MW超超临界直流锅炉为例,利用锅炉设计数据计算得到4个工况下水冷壁和过热器的蓄热系数.结果表明:锅炉的蓄热系数为60s左右,水冷壁蓄热系数占锅炉蓄热系数的15%~30%,过热器蓄热系数占锅炉蓄热系数的70%~85%.     

超临界锅炉全负荷变压运行的中间点温度设计

超临界机组全负荷变压运行使锅炉水冷壁在额定负荷与低负荷区的吸热分配差距扩大,过热器超温加剧。针对此问题,计算分析了660 MW超临界锅炉在机组全负荷变压运行的汽水参数变化和汽水系统热量分配关系。提出了在低负荷汽水相变区应适度降低中间点温度,并降低屏式过热器进口汽温,以解决低负荷变压运行中频繁出现的超温问题的方法;提出了缓减水冷壁在不同运行压力区吸热需求矛盾的方法是在低负荷区减少水冷壁的吸热量,增加过热器系统的吸热量,保持比较平稳的中间点汽水焓。可供开发700℃级超超临界机组及锅炉技术参考。     

660MW超超临界锅炉技术特点及分析

介绍了国华陈家港电厂660MW超超临界锅炉水冷系统、启动系统、低NOx燃烧器等的主要技术特点。指出，该型号锅炉在节能减排、环境保护等方面有显著的技术优越性。     

660MW超超临界塔式锅炉优化设计

在总结660 MW超超临界Ⅱ型锅炉和1 000 MW超超临界塔式锅炉的设计经验及实际运行情况,比较Ⅱ型锅炉和塔式锅炉的主要特点的基础上,结合具体工程要求和容量等级,对660 MW超超临界塔式锅炉的汽水流程、燃烧系统、汽温偏差、空气预热器等方面进行了设计优化,研制了660 MW超超临界塔式锅炉,并通过了实际运行机组的验证.     

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.     

能源、环保与超超临界汽轮机的发展

为了节约能源、提高热效率和减少对环境的污染, 必须大力发展超超临界发电技术. 本文介绍了STC正在设计制造由“HMN” 模块组成的1000MW超超临界汽轮机, 它具有单轴、最高的进汽压力、 3-D叶片等一系列先进技术, 使机组的性能达到世界先进水平. 通过本文介绍可知, 该机型还适合作为百万千瓦超超临界的空冷、抽汽供热机组以及最高30MPa进汽压力的两排汽660MW机组, 具有广阔的市场前景.     

哈锅660MW高效超超临界循环流化床锅炉方案研究

在传统能源的清洁高效开发、转化、利用为主要发展的趋势下,更低供电煤耗和超低污染物排放将是火电机组未来发展方向,开发更高蒸汽参数的循环流化床锅炉是流化床技术发展的客观需求.本文论述了哈锅开发的660MW高效超超临界循环流化床锅炉的技术路线和技术方案,重点对锅炉的炉型选择、布置特点、系统配置、以及水动力、外置床、循环回路均...     

六横电厂1000MW超超临界锅炉特性比较分析

浙能六横电厂项目选用的是北京巴威锅炉厂设计制造的1000MW超超临界锅炉,是该厂国内首台设计制造的百万千瓦级锅炉,对其特性还不是很了解,本文旨通过与其600MW超临界锅炉的特性、结构及材质等方面进行比较分析,为1000MW超超临界锅炉提供可借鉴的经验。     

超超临界压力锅炉的设计探讨

该文以百万千瓦级超超临界压力锅炉的概念设计为案例，论述了发展超超临界压力锅炉的蒸汽参数问题和需要研究的设计技术的课题，包括水冷壁系统中管圈型式、水动力可靠性、烟道蒸发器、过热器、再热器系统中的主蒸汽温度控制、再热蒸汽温度控制、管壁金属温度和材质，启动旁路系统中的锅炉启动系统和汽机旁路系统，以及其它诸如大直径厚壁元件、阀门等。此外，还提出了开发设计手段的建议。     

660MW超超临界直流锅炉降压法吹管汽温控制分析

本文结合江西新昌电厂新建工程2×660 MW超超临界直流锅炉起动调试阶段不熄火降压法吹管的情况,对影响汽温的一些关键因素进行了分析和总结,为防止类似的超超临界直流锅炉降压吹管出现汽温超温情况提供一些参考.     

600MW超超临界机组锅炉下水冷壁出口工质温度的分布特性

分析了华能营口电厂2台600 MW超超临界机组锅炉下水冷壁在不同负荷下的出口工质温度分布特性.结果表明:在500 MW以上负荷时,锅炉各墙下水冷壁出口工质温度分布呈现非对称的"M"形,且靠近上游燃烧器侧的区域温度最高.指出导致下水冷壁出口工质温度偏高的主要原因是水冷壁节流孔布置没有充分发挥其控制偏差的作用.根据2台锅炉的当前运行特性,提出了通过改变壁温测量方法、降低过热度和调整部分节流孔圈内径等措施来提高锅炉运行安全性的建议.