1 000 MW机组锅炉低负荷下管壁超温诊断及运行优化调整

现阶段1 000 MW机组锅炉,低负荷下的管壁超温问题越来越突出,在深度调峰背景下,为解决其低负荷稳燃时的管壁超温问题进行了试验研究,比较燃烧器拉杆和磨煤机组合方式对屏式过热器、高温过热器和高温再热器管壁温度的影响,摸索出了低负荷运行时屏式过热器控制超温的思路,即低负荷运行时,采取关小两侧燃烧器区域风门开度、开大中间燃烧器区域风门开度的调整方法对燃烧器区域拉杆进行调整。优化调整后,500 MW负荷、AEF磨煤机组合运行方式下,屏式过热器管壁最高点温度由616.3℃降低至600.5℃,大大提高了管材的安全裕量,保证了低负荷下机组的安全稳定运行。     

超临界锅炉前屏过热器传热特性分析

过热器超温爆管是造成火电机组非计划停机的重要原因之一。通过对600MW超临界机组的前屏过热器进行分析，计算25MPa、22MPa、19MPa的壁温、吸热量以及传热系数，优化过热器管的设计与选材。计算结果表明，对于以带基本负荷为设计原则的锅炉，长期在低负荷下运行，发生过热器超温爆管的可能性会增大。     

燃煤锅炉受热面壁温监测数据的时序特征分析

基于600 MW机组的实际运行数据,研究了机组负荷及锅炉典型受热面壁温数据的时域及频域特征。在350 MW的低负荷段,发现了屏式过热器、高温过热器、高温再热器等部位各屏间温差较大(约100℃),这可能是由于烟气侧排布方式及管内工质流量不均匀所导致的;同一屏内各管壁温差异与受热面部位相关,即高温过热器及高温再热器处温差较小,屏式过热器处差异较大,潜在的超温风险更高。基于频域分析,发现在不同机组运行负荷下,受热面壁温均具有与机组负荷波动相同的特征频率(对应周期为30～40 min),这对壁温预测及超温异常的监测具有重要指导意义。     

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.     

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。     

东方百万机组锅炉管壁温度分布规律研究与应用

为解决东方百万千瓦机组锅炉管壁超温的问题,以东方超超临界百万机组锅炉为研究对象,分别进行了1 000 MW和500 MW负荷的运行试验,研究了管壁温度分布规律及燃烧器拉杆位置和燃尽风配风方式对管壁温度分布的影响特性。结果表明,燃烧器(燃尽风)拉杆采取U型配风方式时,将会导致中间区域受热面管壁温度高,管壁温度呈现出"倒U型"的分布规律;开大中间区域燃烧器(燃尽风)拉杆位置,有助于缓解管壁超温。根据该研究成果,解决了某机组高温再热器管壁超温导致再热蒸汽不足的问题,额定负荷下,再热蒸汽温度由优化前的603.4℃提高至优化后的616.9℃;同时,解决了另一机组低负荷下屏式过热器管壁超温的问题,500 MW负荷、AEF磨煤机组合运行方式下,屏式过热器管壁最高点温度值由616.3℃降低至600.5℃,大大提高了管材的安全裕量。     

大容量锅炉屏式过热器利用系数的研究

采用三维数值计算方法,对1台660 Mw超超临界Ⅱ型锅炉分隔屏和后屏过热器在5种负荷工况下的传热情况进行了模拟,并结合锅炉热力计算标准方法对两类屏式过热器的利用系数进行了修正.结果表明:炉膛火焰辐射及烟气对管屏的不均匀冲刷导致了管屏壁面传热不均匀;锅炉负荷变化对屏式过热器利用系数的影响很大,在5种负荷工况下,两类屏式过热器的利用系数均随着锅炉负荷的提高而增大.     

350 MW超临界机组燃烧调整试验及优化分析

为解决某国产350 MW超临界机组建成投运后出现的低负荷工况下主蒸汽及再热蒸汽温度过低、汽温偏差大、屏式过热器管壁超温等严重影响到机组安全稳定运行的问题,采用现场燃烧调整试验,改变主燃烧器投运方式、调节分离燃尽风(separated over fire air,SOFA)风门开度及角度、增大过热烟气挡板开度和运行氧量。结果表明:该机组在175 MW负荷下使用中间3层燃烧器组成的投运方式效果更佳;经燃烧调整试验后主、再热汽温提高20℃以上,两侧汽温偏差降低至1.5℃以内,受热面超温问题得到解决,找到了适合锅炉低负荷安全稳定运行的最佳方式。     

200MW锅炉屏式过热器超温问题的试验研究

对某200MW机组锅炉屏式过热器管壁温度特性进行了试验研究。通过试验确定了屏式过热器炉内炉外壁温差,屏过管子沿炉膛高度方向的温度分布,锅炉负荷变化,浓淡燃烧器浓淡比改变,配风方式改变对管壁炉内炉外壁温的影响,试验结果可供判断和解决同类型锅炉超温问题参考。图13表1参4     

锅炉启动中的汽温控制

文章分析了汽包锅炉启动过程中的低负荷阶段汽温上升快、汽压上升慢的原因，提出了通过弱化过热器、再热器管外对流换热；强化过热器、再热器管内对流冷却，实现对汽温的综合控制等有效控制汽沮的具体技术措施，解决了启动过程中过热器、再热器受热面的超温问题。     

两类过热器壁温分布特性的仿真研究

以一种分布式传热模型为基础,对后屏过热器和高温过热器的壁温分布特性进行了仿真研究.结果表明:这两类过热器的壁温分布特性存在较明显的差异:对于后屏过热器,随着高度方向烟温偏差的增大,各个管圈出口段壁温下降,水平段壁温显著升高;对于高温过热器,当高度方向烟温偏差较小时,壁温最高点位于尾部上升段内,且各点壁温相近;随着这一偏差的增大,壁温最高点逆工质流程向管屏下部移动.     

切向燃烧煤粉炉后屏过热器对水平烟道入口烟速分布的影响

利用热线风速仪对切向燃烧煤粉炉屏区及水平烟道入口处进行了详细测量,研究了后屏过热器对水平烟道中速度分布的影响,为电站锅炉的设计及改造提供了有价值的参考资料。     

电站锅炉省煤器出口水温升高对过热器吸热的影响

讨论了某台200 MW燃煤自然循环锅炉省煤器改造后出口水温升高而造成的屏式过热器超温,根据锅炉锅筒欠焓计算与水冷壁产汽量计算,并结合炉膛换热及出口烟温计算,分析了省煤器出口水温与屏式过热器吸热量之间的内在联系。现行锅炉热力计算方法未考虑省煤器出口水温与炉膛内蒸发受热面产汽量的依赖关系,不能体现省煤器出口水温较大幅度变化对炉膛吸热量的影响。     

四角切向燃烧锅炉分隔屏过热器结构对水平烟道烟速偏差的影响

对引进型６００ＭＷ四角切向燃烧锅炉进行了冷态模化试验,首次系统地研究了屏区气流流动特性及改变分隔屏结构布置对水平烟道气流速度场偏差的影响。     

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。     

锅炉受热面热偏差的改进措施

平圩发电有限责任公司的2号锅炉是采用美国CE公司技术，由哈尔滨锅炉厂设计和制造的我国首批600MW亚临界燃煤锅炉。由于热偏差大，分隔屏、后屏、再热器经常发生超温爆管现象。平圩发电有限公司联合上海发电设备成套设计研究院，共同进行了技术攻关。通过试验研究和计算分析，找出了超温爆管的原因。在改造方案中应用了可控涡强的计算方法，制定了从CD层开始二次风逐渐加大反切风、过燃风水平摆动的思路，并解决了分隔屏、后屏、再热器经常超温爆管的问题。     

大型切向燃烧锅炉再_过热器布置方式初探

从防备热偏差造成的危害角度出发,对300MW和600MW切向燃烧锅炉两种典型再热器布置方式屏间热偏差与同屏热偏差情况进行了分析,指出这种两种再热器布置方式优缺点,提出一些改进意见。文章还依据大量的现场测量资料,建议后屏与末级过热器间的导汽管由交叉布置改为平行布置。     

Simplified Analysis of Radiation Heat Exchange in Boiler Superheaters

This article describes the determination of the radiation heat transfer coefficient in radiant platen superheaters and on convective heating surfaces. A new simple formula for determination of the heat transfer coefficient is derived on the basis of a diffusivity model of radiation heat exchange. The radiation heat transfer coefficients are determined on the tube surface in a convective evaporator, in a second stage convective heat superheater, and in a platen superheater of a pulverized coal-fired boiler. The calculations were carried out applying the method presented in this article, the Central Institute for Boilers and Turbines method, and formulas resulting from the analysis of heat exchange in an enclosure containing a gas of a constant temperature. In order to assess the accuracy of the achieved results, the flow of flue gas and the heat exchange were modeled using a commercial computational fluid dynamics program.     

300MW循环流化床锅炉屏式受热面传热系数计算及其变化规律

根据300MW循环流化床（CFB）锅炉现场测试数据并结合以往CFB锅炉传热系数的研究成果,建立了屏式受热面烟气侧的传热模型,包括辐射传热模型和对流传热半经验公式．利用该模型对某300MWCFB锅炉在94％锅炉最大连续蒸发量（BMCR）工况下炉膛内屏式受热面的传热系数进行了计算,分析了屏式受热面管间节距、炉膛温度、工质温度、壁面黑度及烟气速度等因素对传热系数的影响．结果表明：烟气速度、炉膛温度和壁面黑度对传热系数的影响较大,所建立的传热模型能够合理地反映主要因素对CFB锅炉屏式受热面传热的影响．     

1000MW超超临界锅炉燃烧调整的试验研究

对某电厂1000MW燃煤锅炉进行了燃烧优化调整试验,分析了一次风配风均匀性、煤粉细度、燃烧器配风、运行中氧的体积分数以及燃尽风率对锅炉效率的影响．结果表明：对同层燃烧器外二次风采用两端和中间开度大的配风方式可以改善由于大风箱两端进风引起的沿炉膛宽度方向氧气的体积分数偏差,随着炉内氧气的体积分数增加,锅炉的热效率先提高后降低．当氧气的体积分数在3．0％左右时,锅炉热效率达到最高．随着燃尽风率的逐渐降低,锅炉热效率和NOx排放质量浓度逐渐提高．综合考虑锅炉效率、NOx排放质量浓度以及屏式过热器管壁金属温度,在额定负荷下,燃尽风率以保持在25％左右为宜,此时锅炉热效率为93．9％,NOx排放质量浓度为306．1mg／m^3．