5 MW级超临界二氧化碳锅炉吹管方案比较分析

为探索适用于超临界二氧化碳（S-CO2）锅炉的吹管工艺,以西安热工研究院有限公司 5 MW级S-CO2循环发电试验机组为研究对象,结合主辅机设备特性提出了开放式CO2吹扫、封闭式CO2吹扫以及用空气、水蒸气等介质进行替换的开放式吹扫共4个技术方案,从经济性、环保性、有效性、安全性等方面对上述方案进行了分析比较。结果表明:开放式CO2吹扫方案成本高昂不环保,开放式空气吹扫方案气体动量远远达不到吹管质量要求,2个方案均不具有现实可行性;封闭式CO2吹扫方案系统简单,操作便捷,但滤网需反复清理、更换费工费时,同时造成大量碳排放,若能搭配高效的化学清洗,则工期将大大缩短;开放式水蒸气吹扫工艺成熟,质量可靠,但变换水工质后加装临吹系统投资较大。考虑到未来S-CO2锅炉有可能在设计阶段即考虑进水排水装置,将会使部分改造项变为标配项,则开放式水蒸气吹扫方案的成本有望显著降低。因此,综合来看,封闭式CO2吹扫、开放式水蒸气吹扫方案具有较高的现实可行性,结合高效化学清洗的封闭式CO2吹扫方案能减少滤网更换次数,具有更好的综合应用前景。     

5MW超临界二氧化碳试验锅炉气动力特性研究

与燃煤电站锅炉相比,超临界二氧化碳锅炉炉膛管内工质参数更高,对壁面冷却能力更差,因而其结构设计面临着巨大挑战。本文以某5 MW 超临界二氧化碳试验锅炉布置方案为例,对锅炉气冷壁建立回路流量和压差方程组,采用拟牛顿法求解并联管路流量和气温,并根据热负荷求解壁面金属温度。计算结果表明,炉膛气冷壁各回路流量相对偏差小于7%,金属壁温均在材料强度允许范围内,锅炉设计方案安全可靠。该研究成果对后续的产品改进优化及大型化具有一定意义。     

5 MW超临界二氧化碳实验锅炉热力特性与壁温耦合计算模型

超临界二氧化碳（S-CO₂）布雷顿循环逐渐成为国内外研究的热点。相对于传统蒸汽朗肯循环的广泛应用,S-CO₂锅炉的热力计算还缺乏相关研究。本文以某5 MW S-CO₂实验锅炉布置方案为例,将锅炉管道、炉膛、高温受热面作为串联管路,将热力特性与壁温进行耦合计算建立数值分析模型。该计算模型气温、壁温计算结果能够同时满足工程计算要求,对S-CO₂锅炉研究具有重要意义。     

1000MW超超临界锅炉过再热器壁温改造

火力发电厂中,锅炉"四管"是重要设备之一。锅炉"四管"的安全稳定运行,与机组的安全稳定经济运行密不可分。文章简要分析了锅炉"四管"中"两管":过再热器的超温泄漏原因,提出了增强对其温度监视等方面相应对策。潮州电厂3、4号机组大修期间,根据炉膛温度场分布情况相应增加过热器和再热器壁温测点,有效监视过、再热器受热屏的温度,有利于对过热器和再热器系统安全和经济性的分析和控制,从而减少超温爆管事故的发生。     

超超临界1000 MW机组锅炉高温受热面壁温变化规律分析

利用超超临界1 000 MW机组锅炉高温受热面炉膛内壁温测量数据以及锅炉运行实时数据,分析炉内壁温变化与机组负荷、受热面出口壁温、测点位置等的关系,得到炉内高温过热器和高温再热器壁温变化曲线.结果表明:受热面出口壁温不能真实地反映炉内实际壁温;壁温与机组负荷变化一致;高温过热器炉前侧壁温随机组负荷的上升有所下降,炉后侧壁温与机组负荷变化一致.     

引入烟气再循环的超临界二氧化碳燃煤锅炉冷却壁布置及壁温特性分析

超临界二氧化碳（S-CO₂）布雷顿（Brayton）动力循环由于高效、紧凑等特性被广泛关注。然而,对于大型（1 000 MW等级）S-CO₂燃煤电厂,较高的冷却壁入口温度以及较大的炉膛燃烧热流密度会导致冷却壁过热超温。对此,本文建立了锅侧燃烧/炉侧S-CO₂传热耦合模型用于冷却壁的热安全分析。通过冷却壁一维周向平均温度计算,提出了引入烟气再循环降低冷却壁温度的方法,并进一步提出了冷却壁分区顺逆流的优化布置。此外,考察了冷却壁三维温度分布,并进一步引入了螺旋冷却壁降低炉膛周向热点温度。结果表明,本文提出的优化方法可以有效降低冷却壁温度并消除局部热点,对大容量S-CO₂燃煤锅炉的工程设计具有指导意义。     

600 MW超临界机组启动过程优化

为满足电网对机组频繁和快速的启停的需求,对某电厂2×600 MW超临界发电机组启动过程的节点进行调整,包括采用适度开启高压调节阀、优化蒸汽参数和调整凝汽器真空等措施,优化机组的运行方式。采用这一优化方式,提高了机组启动安全性及机组启动成功率,缩短了机组启动时间,节约了启动燃油量及厂用电量,不仅满足了电网的需求,也为电厂创造了良好的经济效益。     

5 MW级超临界二氧化碳燃气锅炉性能评价研究及程序集成

以超临界二氧化碳(S-CO₂)布雷顿循环发电机组中主设备S-CO₂锅炉作为研究目标,以5MW试验机组作为研究对象,开展S-CO₂锅炉性能指标评价体系研究。S-CO₂锅炉的核心性能指标为锅炉燃料效率、换热面吸热量占比、空气预热器性能、工质系统压降和锅炉NOx排放浓度等。燃料效率计算中,通过计算尾部烟气含氧量进行过量空气系数推算燃料消耗量和风量,并改进排烟热损失的计算方法。引入了换热面吸热量占总吸热量比值作为SCO₂锅炉工质侧性能考核指标。建立了5 MW S-CO₂燃气锅炉性能指标评价体系并集成程序且完成案例分析。实际工况与研究对象的设计参数(设计效率93.53%)基本相当,最终计算获得锅炉燃料效率未经修正为92.05%,锅炉燃料效率修正为93.79%。     

1000MW超超临界锅炉无炉水循环泵启动分析

介绍西北某电厂1000MW超超临界机组在炉水循环泵事故条件下机组启动前应做的准备以及启动的控制要点,在启动过程中从燃料、给水、高低压旁路、减温水,汽机冲转参数等角度提出了控制方法及注意事项。     

超临界600MW机组锅炉末级过热器爆管原因分析及预防措施

介绍了金湾发电公司锅炉末级过热器因氧化皮脱落堵塞管子而引起的爆管情况。从锅炉设备检修、运行等方面,提出了控制过热器氧化皮形成和剥落的措施,如换管、控制蒸汽温度、减少燃烧热偏差、加强吹灰、控制升温速率、控制降温速率、控制冷、热态冲洗水水质等。     

50MW超临界二氧化碳燃煤电厂热经济性分析

超临界二氧化碳（S-CO2）循环发电具有效率高和设备紧凑等优点,被认为是未来燃煤发 电领域最具潜力的技术之一。本文针对现阶段小容量系统部件全局设计和多准则评价研 究比较欠缺的问题,提出了系统结构设计-流动传热计算-多指标评价同步计算方法,并 通过计算,对比了不同系统及不同设计参数下,50 MW级S-CO2燃煤电厂的热经济性能。结果表明:透平入口参数25 MPa/620 ℃下,再压缩-再热循环燃煤电厂发电效率比再压缩循环高3.29%,平准化度电成本低2.52%;不同设计参数下,2个系统总投资成本不超过3.9×108元,锅炉成本约占总设备投资成本的80%。     

1000MW超临界二氧化碳燃煤发电系统热力学性能分析

超临界二氧化碳循环在燃煤发电领域具有广阔的应用前景。本文采用EBSILON Professional软件对某1 000 MW超临界二氧化碳（S-CO2）燃煤发电系统进行建模,并在此基础上分析了系统能流和?损分布等热力学特性,讨论了关键参数包括透平入口温度、压缩机分流比等对系统热力学性能的影响。结果表明:在给定的参数下,该1 000 MW燃煤S-CO2发电系统的发电效率和?效率分别可达到47.32%和46.11%,较典型朗肯循环分别可提高1.21%和1.17%;系统的?损中锅炉占比74.55%,其设备?效率为59.83%;透平入口温度由500 ℃提高到660 ℃,可使系统发电效率提高7.98%,发电标准煤耗率降低43.03 g/(kW·h);压缩机分流比的增大会使系统总发电量和压缩机整体耗功增加,因此其存在最佳分流比,在该1 000 MW燃煤S-CO2发电系统中,当分流比为28%时,系统发电效率最高,为47.65%。     

660 MW超临界二氧化碳燃煤机组锅炉设计及经济性分析

超临界二氧化碳（S-CO₂）布雷顿循环发电技术被认为是可以替代蒸汽朗肯循环发电的新型发电技术。本文利用热力计算方法对660 MW级S-CO₂燃煤锅炉进行了概念设计,确定了各受热面工质参数、受热面面积和烟气温度等参数,确保锅炉能适应整个S-CO₂循环系统。同时基于加权质量法解决了S-CO₂锅炉各受热面成本难以准确评估的问题,获得了S-CO₂锅炉的造价,并利用平准化度电成本（LCOE）分析了整个S-CO₂机组的经济性。结果表明:S-CO₂机组的LCOE为0.540元/(kW·h),比常规机组低11.3%,具有很强的经济潜力;S-CO₂机组中锅炉、回热器、预冷器的造价较高;S-CO₂锅炉中/低温对流受热面平均材料等级的提升是导致锅炉造价提高的主要原因。因此,仍需继续开展针对锅炉（尤其是中/低温对流受热面）、回热器和预冷器的优化研究,以降低投资成本。     

300MW锅炉频繁垮焦熄火分析及对策

通过造成锅炉垮焦熄火的各种现象，结合设备系统进行分析，找出并解决了困扰锅炉的频繁垮焦熄火问题。     

600MW超临界机组脱硝催化剂损坏原因分析及对策

针对某电厂脱硝装置运行过程中发生的催化剂损坏现象,根据现场调查结果,分析催化剂损坏的原因,提出防止催化剂损坏的建议。