超临界和超超临界锅炉水冷壁的优化设计

阐述了超临界和超超临界锅炉水冷壁的优化设计，主要包括：下辐射区水冷壁采用内螺纹管，降低质量流速，准确掌握超临界流体热物性，减小工质焓增，减小热偏差和壁温偏差，降低局部热负荷，提高安全裕度等综合性措施。最低直流负荷优化选择综合考虑启动系统成本和变负荷运行范围以及对负荷快速变化的跟踪性能，以适应机组调峰。对1000MW超超临界锅炉垂直管屏水冷壁的流动特性进行了理论分析，强调应高度重视运行煤质变化的影响并严格监控水质。图5表1参7     

超超临界二次再热直流锅炉水冷壁水动力特性研究

针对超超临界二次再热直流锅炉水冷壁的结构特点,将水冷壁划分为由压力节点和管组构成的汽水网络系统。根据质量守恒、动量守恒和能量守恒定律,建立了超超临界二次再热直流锅炉水冷壁压降、流量及出口汽温的计算模型。在此基础上,对某电厂1 000 MW超超临界二次再热螺旋管圈直流锅炉在不同负荷时上升系统的总压降、流量分配及上下炉膛水冷壁工质汽温进行了计算。计算结果表明:下炉膛水冷壁流量分配较为均匀,上炉膛水冷壁呈现出正流量响应特性,低负荷时工质温度出现"吸热平坦区",各面墙中部出口汽温最高。     

超临界锅炉水动力特性对下辐射区水冷壁出口温度的影响

分析了超临界锅炉水动力特性对下辐射区水冷壁出口温度的影响.阐述了超临界压力下工质的大比热特性及由此容易引起的水动力特性的不稳定性问题,详细地分析了锅炉下辐射区水冷壁出口温度略高于拟临界温度的情况下如何来满足水冷壁的安全性问题,提出了解决该问题的主要考虑因素.     

超超临界垂直管圈锅炉水冷壁汽温偏差及节流圈调整方案研究

为解决660 MW超超临界锅炉垂直管圈水冷壁汽温存在偏差、温度波动大和水冷壁出现横向裂纹等问题,进行了试验研究和水动力计算。根据锅炉设计方案,建立了某电厂锅炉流动网络系统的水动力计算数学模型,并在锅炉水冷壁上铺排工质温度测点;根据实炉测量数据,对1号机组270 MW负荷时炉内热负荷和热偏差的分布进行了计算分析;然后调整了节流圈的布置方案,计算调整后的水动力和流动不稳定性。结果表明：调整后出口汽温更加均匀,调整后的方案能更好地防止汽温波动,且不会发生脉动;节流圈调整后中高负荷下的垂直管圈水冷壁汽温分布更均匀,汽温偏差问题明显改善。     

超临界锅炉中间点温度控制问题分析

结合国内新一代600 MW超临界锅炉的实际,综合分析了超临界锅炉中间点温度的控制与水冷壁传热特性以及汽温调节的关系,对超临界锅炉工质的热物理特性、水冷壁的类膜态沸腾、管壁过热以及汽温调节等相关问题进行了比较深入地理论分析。     

1000MW超超临界锅炉水冷壁工质温度计算研究

以某台1 000 MW超超临界塔式锅炉作为研究对象,采用分区计算简化高参数超超临界锅炉炉内对流与辐射传热模型,分析不同锅炉负荷条件下膜式水冷壁工质温度的分布规律,将计算结果与实测数据进行比较,最大偏差为1.66%,认为该模型可以预测水冷壁工质温度分布。研究表明:超临界压力下工质由液态直接过渡为汽态,相变区内工质温度变化很小;亚临界压力下存在汽液共存区,其中的工质温度保持不变,当负荷达到662 MW时工质温度为362.5℃,当负荷达到507 MW时工质温度为344.8℃;计算得到工质温度波动在2.8℃以内,螺旋管圈表现出优越的平衡燃烧扰动能力,水冷壁出口最高工质温度为458.0℃。     

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。     

1000MW超超临界锅炉中间点温度和汽温控制

研究了国内2类不同型式的1000 MW超超临界锅炉的中间点温度控制、主蒸汽和再热蒸汽的汽温特性、各受热面的吸热比例和煤质变化对水煤比控制的影响等问题。结果表明：蒸汽参数基本相同的1000 MW超超临界锅炉,虽然采用了不同的水冷壁结构形式、不同的受热面布置以及不同的汽温调节方式,但反映运行特性的关键技术参数的控制值基本相同;过热汽温变化特性主要表现为辐射特性;再热汽温特性主要表现为对流特性;水冷壁吸热变化对中间点温度和汽温控制起主导作用;分隔屏对汽温特性起重要作用。     

1000 MW超超临界锅炉中间点温度和汽温控制

研究了国内2类不同型式的1000 MW超超临界锅炉的中间点温度控制、主蒸汽和再热蒸汽的汽温特性、各受热面的吸热比例和煤质变化对水煤比控制的影响等问题.结果表明:蒸汽参数基本相同的1000 MW超超临界锅炉,虽然采用了不同的水冷壁结构形式、不同的受热面布置以及不同的汽温调节方式,但反映运行特性的关键技术参数的控制值基本相同;过热汽温变化特性主要表现为辐射特性;再热汽温特性主要表现为对流特性;水冷壁吸热变化对中间点温度和汽温控制起主导作用;分隔屏对汽温特性起重要作用.     

600 MW超临界“W”型火焰锅炉优化内螺纹管壁温及热负荷分布试验研究

在超临界"W"火焰锅炉水冷壁上设计安装了监测管内外壁温及管内工质温度的测量装置,得到了优化内螺纹垂直水冷壁管壁温、管内工质温度及典型负荷下炉膛截面热负荷分布等实炉运行数据。试验及研究结果表明:在机组由亚临界到超临界的转换过程中,管水冷壁管内外壁温与管内工质温度呈现剧烈变化状态,在超临界负荷下,内壁与工质的换热明显减弱,水冷壁的安全性受到威胁;管内外壁温差及内壁与工质温差沿炉膛宽度和深度方向均呈现中间高两侧低的分布,水冷壁向火侧管外壁温度大大低于设计值,水冷壁有较大的安全裕量,实际炉膛截面热负荷分布介于两种设计热负荷值之间。     

800MWe超临界循环流化床锅炉概念设计

常压循环流化床 (ACFB)燃烧技术是已经为国际上公认的商业化程度最好的洁净煤技术 ,但在达到较高的供电效率方面并未具有明显的优越性。超临界CFB作为下一代CFB技术 ,综合了超临界蒸汽循环高效率和循环流化床低成本 2方面的优势 ,而循环流化床条件下的热负荷分布规律使得超临界压力下水冷壁的安全性更为可靠 ,脱硫、脱硝投资及运行成本比烟气脱硫和催化还原NOx 低 ,受到人们的高度关注。总结了国内外超临界CFB锅炉研究工作的一些进展 ,详细介绍了 80 0MWe超临界CFB锅炉的概念设计。     

600MW超临界循环流化床锅炉技术特点

超临界循环流化床（CFB）锅炉兼备了CFB燃烧技术和超临界压力蒸汽循环技术的优点,是一种具有广阔发展前景的洁净煤发电技术,讨论了超临界CFB锅炉设计中的关键问题,诸如水冷壁的选型以及锅炉结构的实现等,在此基础上给出了600MWCFB锅炉的方案,并通过热力计算对运行结果进行预测。     

电站锅炉省煤器设计与改造对过热汽温的影响

根据锅炉蒸发受热面工质侧产汽量与过热汽温之间的内在依赖关系 ,从热量和质量平衡原理出发 ,讨论了自然循环锅炉给水温度不变而省煤器出口水温偏离设计值时对过热汽温间接的影响规律。在电站锅炉尾部受热面的改造或设计中 ,为考虑其它因素而不得不改变省煤器的吸热量时 ,建议将锅炉烟气侧热力计算与工质侧的吸热产汽量计算结合起来 ,验算省煤器出口水温的变化对炉膛蒸发受热面工作以及过热汽温的影响。     

电站锅炉再热集汽箱管路的温度测量分析

为研究125MW燃煤发电机组锅炉再热器放空管和疏水管与集汽箱连接这座的角焊缝热疲劳裂纹，对一台420t/h炉再热器集汽箱的放空管和疏水这管壁温度进行了测量，证实在变工况运行时，此处的焊缝多次经受温差应力作用，便会遭受破坏而产生裂纹。在此基础上提出了预防裂纹的措施。     

600 MW超临界锅炉高温过热器T23和T91金属氧化膜热应力分析

以某600 MW超临界锅炉高温过热器为研究对象,分析了氧化膜厚度、生长温度和热膨胀系数等参数对金属管内蒸汽侧氧化膜热应力的影响.基于有限元方法建立了圆管数值计算模型,计算得到不同厚度和不同生长温度下T23和T91金属蒸汽侧氧化膜从生长温度冷却至常温时的热应力变化,并依据热应力的变化特征确定了这2种金属管材蒸汽侧氧化膜易发生脱落的温度范围.结合锅炉出口蒸汽温度与高温过热器指定位置处氧化膜温度的关系,提出用出口蒸汽温度判别氧化膜是否处于易发生脱落的温度范围的方法,给出了该锅炉停炉时的出口蒸汽温度值.结果表明：2种金属管材在冷却过程中低于一定温度时,其氧化膜的应力达到或接近最大应力值,可以依此判断氧化膜是否处于易发生脱落的危险区域.     

超临界和超超临界空冷汽轮机的技术方案及设计准则

分析了我国不同地区发展煤电面临的缺煤与缺水问题,提出了我国大型高效节水型煤电装备的发展趋势是研制超临界和超超临界空冷汽轮机.介绍了超临界和超超临界空冷汽轮机的技术方案与关键技术,给出了超临界和超超临界空冷汽轮机的高温部件强度设计准则、关键部件寿命设计准则、轴系动特性设计准则、专用末级叶片振动设计准则和专用低压缸刚度设计准则.分析了超临界和超超临界空冷煤电装备的节煤效果、减排效果、节水效果与新增投资回收期.结果表明,发展和研制超临界与超超临界空冷机组,技术方案可行,经济效益与社会效益显著.     

国产350MW超临界直流锅炉不熄火降压法吹管分析

本文介绍了江西华能瑞金电厂一期工程2×350 MW国产超临界直流锅炉起动调试阶段采用不熄火降压法吹管的情况,重点对#2炉吹管进行分析,并通过对#1炉和#2炉的吹管进行比较分析,对吹管中的一些关键点(如:分离器贮水箱的水位控制及分离器出口温度控制等)和出现的若干问题进行了分析和总结.其成功应用的经验可为类似的超临界直流锅...     

Development of a supercritical and an ultra-supercritical circulating fluidized bed boiler

The supercritical circulating fluidized bed (CFB) boiler, which combines the advantages of CFB combustion with low cost emission control and supercritical steam cycle with high efficiency of coal energy, is believed to be the future of CFB combustion technology. It is also of greatest importance for low rank coal utilization in China. Different from the supercritical pulverized coal boiler that has been developed more than 50 years, the supercritical CFB boiler is still a new one which requires further investigation. Without any precedentor engineering reference, Chinese researchers have conducted fundamental research, development, design of the supercritical CFB boilers independently. The design theory and key technology for supercritical CFB boiler were proposed. Key components and novel structures were invented. The first 600 MWe supercritical CFB boiler and its auxiliaries were successfully developed and demonstrated in Baima Power Plant, Shenhua Group as well as the simulator, control technology, installation technology, commissioning technology, system integration and operation technology. Compared with the 460 MWe supercritical CFB in Poland, developed in the same period and the only other supercritical one of commercial running in the word beside Baima, the 600 MWe one in Baima has a better performance. Besides, supercritical CFB boilers of 350 MWe have been developed and widely commercialized in China. In this paper, the updated progress of 660 MWe ultra-supercritical CFB boilers under development is introduced.