变压运行超临界压力直流锅炉螺旋管圈水冷壁的技术特点分析

结合螺旋管圈和垂直管圈的特点,阐述了变压运行下超临界压力及超超临界压力直流锅炉水冷壁产生水动力不稳定和传热恶化的原因及其解决问题的方法.介绍了近几年在国产机组中出现的螺旋管圈水冷壁的结构,其基本型式是螺旋管圈与垂直管圈相结合,并分析了该结构型式的技术特点.认为采用螺旋管圈水冷壁可提高水动力稳定性、抗燃烧干扰能力和运行可靠性,能抑制传热恶化,尤其是内螺纹管的变压运行技术性能较优越,因此,螺旋管圈水冷壁必将成为超临界压力及超超临界压力直流锅炉水冷壁的主要结构型式.     

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。     

超临界变压运行直流锅炉内螺纹管螺旋管圈水冷壁的传热特性研究

在压力9~28MPa,质量流速600~1200kg/(m2s),内壁热负荷200~500kW/m2的工况范围内,研究了Φ38.1×7.5mm倾斜上升内螺纹管(倾角α=19.5o)中水的传热特性。试验结果表明:在亚临界压力区,内螺纹管传热强化作用明显,有效地抑制了膜态沸腾的发生,但在近临界压力区此传热强化作用有所减弱。超临界压力区拟临界温度附近,内螺纹管内壁面与流体之间的温差较之前有所增加,但是此增幅远没有亚临界压力区发生传热后的壁温飞升幅度大。随着系统压力接近临界压力,拟临界点附近管壁与工质的温差显著增加。在超临界压力区,不同的质量流速与热负荷比例下,在大比热区内螺纹管内流体传热可能被强化也可能被恶化。在超临界压力下,由于螺旋内槽的旋流作用减弱了自然对流的影响,倾斜上升内螺纹管内壁温度的周向分布比较均匀。在高焓值区内螺纹管的周向最大温差只有10℃左右。文中提出了在考虑大比热区工质物性剧烈变化对传热影响的情况下,倾斜上升内螺纹管顶部内壁传热系数的试验关联式。     

600 MW超超临界机组锅炉水冷壁壁温特性研究

通过比较2台600 MW超超临界机组锅炉水冷壁不同负荷下的壁温分布情况,分析了水冷壁的壁温特性,并根据2台锅炉当前运行特性的区别,提出了适当降低过热度和调整节流孔圈等建议,为今后投产的同类型锅炉提供参考。     

超临界压力直流锅炉炉膛受热面壁温监测预报系统

超临界压力直流锅炉蒸发受热面壁温监测主要依靠布置在炉膛外的少量热电偶,炉内管壁温度缺乏有效的监测手段。通过对超临界压力直流锅炉蒸发受热面传热、炉膛热流量分布、蒸发管参数建模以及受热管内强制对流沸腾换热的模拟,实现了全炉膛蒸发受热面管壁温度和燃煤发热量的在线测量。开发的超临界压力直流锅炉炉膛受热面壁温监测预报系统在一台1 000 MW应用成功。采用试验方法测试了系统的性能,结果表明,炉外壁温的测量值与预测值的偏差在-2.47%~+3.83%,煤收到基低位发热量的监测误差在-6.99%~+5.32%。     

变压运行直流锅炉水冷壁内螺纹管壁温变化规律研究

在１３．０～２７．０ＭＰａ的宽广压力范围内，对２８×６ｍｍ的１２ＣｒｌＭｏＶ垂直上升四头内螺纹管的壁温特性进行了试验研究，试验在国产６００ＭＷ超临界锅炉水冷壁变压运行的参数范围内进行，研究了管壁温度随压力、质量流速、热负荷和工质焓的变化规律，为超临界变压运行锅炉的设计和运行提供可靠的数据。图８参３     

控制超临界压力直流锅炉金属超温运行

随着发电机组容量的增大，超临界直流锅炉的使用日趋广泛。直流锅炉的某些特点使其更易于发生金属超温，且控制金属超温的方式更加复杂。以洛河电厂三期锅炉为例，从运行的角度，就运行中易发生且运行人员可控的几个方面，探讨超临界直流锅炉金属超温的原因及控制策略。     

超临界压力下600 MW直流锅炉水冷壁内螺纹管摩擦阻力特性研究

研究国产 6 0 0MW直流锅炉水冷壁内螺纹管在超临界压力下的摩擦阻力特性。试验段为Φ2 8×5.4 1mm的四头 12Cr1MoV内螺纹管 ,试验参数为压力P =2 3MPa～ 2 7MPa ,质量流量G =6 0 0kg/ (m2 ·s)～180 0kg/ (m2 ·s) ,工质焓h =6 0 0kJ/kg～ 2 6 0 0kJ/kg ,雷诺数Re =5× 10 4 ～ 1× 10 6 。通过试验 ,得到了内螺纹管的摩擦阻力系数及其随压力、质量流速、工质焓和雷诺数的变化规律。根据试验数据 ,总结出了超临界压力下内螺纹管的摩擦阻力系数经验关系式。     

超临界直流锅炉变压运行炉膛水冷壁管圈分析研究

该文对超临界直流锅炉变压运行时炉膛水冷壁管圈进行了试验和水动力特性分析,指出了螺旋管圈和垂直管圈各自的特点。     

超临界压力直流锅炉中间点温度控制形式探讨

对超临界压力直流锅炉中间点温度的控制进行了深入的分析。针对传统的煤水比控制的缺点,提出了比热量控制的方法。实践证明,对不同煤质,一定负荷下的比热量几乎是相同的,可以使汽温控制得更好。     

660 MW超临界锅炉水冷壁爆管原因分析及防范措施

针对某660 MW超临界锅炉在试运过程中出现的水冷壁连续2次爆管现象,分析爆管的原因,并从机组设计、安装、基建调试方面提出防范措施,为同类型机组爆管问题的解决与防范提供参考.     

超临界直流锅炉蒸发受热面静态数学模型

基于超临界直流锅炉的运行数据,建立了炉膛蒸发受热面的静态数学模型,所给出的动量、能量微分方程和完整的IAPWS-IF97物性工业方程相耦合,并给出物性代数方程、动量和能量微分方程组成的混合方程组的求解方法,得到工质参数沿受热面流程的数值解。模型预测结果和试验数据吻合良好。该模型能够根据蒸发受热面的运行环境预测工作状态,确定工质分相点位置,可用于受热面的运行监测和诊断,指导超临界直流锅炉燃烧和汽温控制。     

锅炉水冷壁爆管的流动数值模拟

该文以锅炉水冷壁为对象，用 Ｔ 型管和直管来模拟爆管过程。考虑管内工质为单相和汽液两相时，选取适合于描述其流动的一维两相流体模型，建立采用“交错网格”差分格式的差分方程并用半隐式方法求解。模拟结果表明，模型能正确地反映管内流动，用该方法来模拟爆管是方便可行的，同时也能为锅炉爆管事故提供比较准确的分析结果。图７ 表１ 参４     

变负荷下超（超）临界机组过热器壁温预测

对超（超）临界机组过热器管壁温度的影响因素进行了分析,利用电厂现场DCS系统采集到的变负荷条件下的运行数据,与对应时刻管壁的温度实测数据进行了关联比较,确定了预测模型的输入变量。分析结果显示：一级、二级过热器出口汽温、主蒸汽温度、二次风E层风箱开度、有功功率等因素对过热器管壁温度的影响较为显著。采用BP神经网络算法,选取关联结果阈值超过0.70的14种主要因素进行升负荷、稳定负荷和降负荷3种条件下的管壁温度预测,预测结果与实测结果整体趋势保持一致,最大相对误差为1.42%,能够对过热器超温预警起到良好的指导作用。     

防止电站锅炉水冷壁管热腐蚀的研究

介绍水冷壁的腐蚀机理与特征，提出防止水冷壁腐蚀的有效措施，应用电弧喷涂技术在铁岭发电厂进行工业试验，取得良好效果。     

超超临界循环流化床锅炉外置换热器壁温偏差研究

600 MW超临界循环流化床(Circulating Fluidized Bed,CFB)锅炉外置换热器存在两侧管壁温度低,中间管壁温度高的偏差特性。为确保660 MW高效超超临界CFB锅炉安全连续运行,需要解决此问题。通过试验研究,发现外置换热器边壁存在颗粒浓度更高的边界层区域,分析认为边界层内气固流动特性是导致外置换热器偏差的主要原因。基于试验结果,提出通过分区布风,单独设置布风板、侧壁吹扫风等措施,改善边界层颗粒浓度分布,解决外置换热器偏差问题。     

600 MW超临界锅炉高温管屏蒸汽氧化探析

分析了600 MW超临界锅炉高温管屏蒸汽氧化及其氧化皮剥落机理和影响因素,总结了氧化皮的生成、剥落和堆堵对锅炉安全运行的危害,并从管材的选择及其热处理和锅炉设备的设计、运行等环节人手,提出了减缓氧化皮生成、防止氧化皮集中脱落、避免因氧化皮堆堵而导致锅炉高温管屏超温爆管的预防措施.     

超临界压力锅炉现状和发展趋势

通过国内外几个超临界压力锅炉的实例,介绍其现状和发展趋势,并指出超临界压力锅炉在提高能源转化率,减少ＣＯ２排放等方面具有明显优势,指出发展方向是满足日益严格的环保要求,合理组织内燃烧工况,完善低ＮＯｘ燃烧器,开发炉内脱氮脱硫技术,随着蒸汽参数提高,还需要采取切实可行的措施防止受热面高温腐蚀,提高机组的可靠性。