1000MW垂直管圈超超临界锅炉水冷壁工质相变转换对金属壁温影响的试验研究

以1台1000MW垂直管圈内螺纹水冷壁电站锅炉水冷壁为研究对象,通过在燃烧器区域金属壁温的代表性水冷壁管沿高度方向上新设计制造并安装三组能够同时测量水冷壁管工质温度、向火侧和背火侧金属壁温测量装置,并以统计回归的方法分析了一个月的温度监测数据。结果显示,在横向裂纹集中出现在还原区中部标高区域,正是汽水系统工质相态变化频繁的区域或含气率较高的区域,容易发生传热敏感,降低工质温度的传热能力导致该区域向火侧金属温度频繁大幅变化,进而产生交变应力,这是该区域横向疲劳裂纹集中产生的重要原因。     

膜式水冷壁特定点温度相关性的研究

为了监测电站锅炉膜式水冷壁向火侧危险点壁温,基于温度场数值模拟结果研究了向火侧危险点温度和背火侧特定点温度的关系。首先用数值模拟方法计算了大量工况下水冷壁截面温度场分布,然后根据数值模拟结果拟合背火侧3个特征点温度差值与向火侧2个危险点温度的关系表达式,并进行了实验验证。通过监测水冷壁背火侧3个特征点温度,根据关系式即可实现在线间接监测向火侧危险点温度。图3表3参8     

基于有限元数值模拟的超超临界锅炉水冷壁管温度分布研究

现场测试只能得到水冷壁向火侧顶点、背火侧顶点及管内工质温度这3个数据。为研究水冷壁管向火侧整体壁温与这3个点温度的关系,采用有限元数值模拟方法,在ABAQUS软件中建立水冷壁管三维模型,开发自定义传热系数和热负荷子程序,分别研究3个点温度约束与壁面热负荷载荷下水冷壁管温度场分布的差异。发现仅根据3个测试数据无法获得正确的温度场分布,必须提供壁面热负荷数值。借助已有热负荷分布特征,拟合获得了热负荷关于水冷壁管径向距离和向火侧顶点热负荷值的函数,经过试算得到了已知测试温度数据下的壁面热负荷。在该热负荷条件下,计算得到了正确的温度场分布,从而建立了向火侧外壁各点温度与顶点温度的函数。     

大型变速风力发电机组的风速软测量

将风力机有效风速的估计作为软测量问题,提出了基于支持向量机的有效风速软测量模型。仿真结果表明,支持向量机是软测量建模的有效方法,有效风速的估计能较好地跟踪有效风速的变化趋势,并具有较高的泛化能力和估计精度。     

锅炉向火侧高温腐蚀的机理及防止措施

锅炉的高温腐蚀对锅炉的安全经济运行有极大危害，本文对锅炉向火侧高温腐蚀主要几种类型的机理进行了深入探讨．并提出一些防止向火侧高温腐蚀的具体措施。     

调峰型低NO_x浓淡燃烧技术的研究与应用

根据作者提出的“充分发挥向火侧一次风着火优势,形成稳定着火源”的燃烧稳定性原理,研制了一种适用于四角燃烧煤粉锅炉的新型燃烧器──调峰型低NOx可调水平浓淡燃烧器。该燃烧器的煤粉浓缩机构及煤粉浓度调节机构简单、可靠。向火侧与背火侧浓度比在1～4的大范围内可调节,保证了锅炉在变负荷工况下实现最佳浓淡比燃烧。工业应用证明：该燃烧器在燃用陕西贫煤时,机组负荷≥50％时不需投油助燃而能稳定燃烧。     

火电厂飞灰含碳量多模型融合软测量方法

针对目前火电厂燃煤锅炉飞灰含碳量测量方法存在时间滞后和精度不高等问题,在对锅炉飞灰含碳量影响因素进行分析的基础上,采用基于多个模型的组合可以提高模型精度和鲁棒性的思想,提出基于支持向量机融合的多模型动态软测量建模方法。该建模方法利用时间序列数据建立模型,每个子模型表达某一工况对输出的估计,各个子模型的预测输出通过SVM方法实现变权数融合。应用火电厂历史数据进行飞灰含碳量软测量建模研究,结果表明该方法能够达到较好的测量效果。     

600MW超临界锅炉炉膛膜式水冷壁的热行为研究

建立了超临界锅炉膜式水冷壁温度场的有限元计算模型,系统地分析了管壁、鳍片、水垢和积灰厚度对水冷壁温度分布的影响.结果表明:在锅炉炉膛膜式水冷壁向火侧中心和鳍片中心的温度最高,且向火侧内、外壁面温差最大,为29 K;管壁厚度对B、C、D点温度影响较小,但对向火侧A点的温度影响较大,而鳍片厚度对管壁内温度影响较小;随着水垢厚度的增加、积灰厚度的减小,水冷壁向火侧温度基本上呈线性升高的变化趋势.     

烟气含氧量软测量新方法研究

针对目前大量工业现场使用的氧量分析仪成本昂贵、维护费用高且易损坏等问题,在几种常见方法对比讨论的基础上,提出了利用基于统计分析和神经网络技术的NNPLS方法建立烟气含氧量软测量模型的方法。该方法综合了PLS和神经网络技术的优点,能够利用过程历史数据辨识对象模型;利用现场实际数据对该方法进行了仿真验证,并将仿真结果与传统的线性PLSR方法和直接神经网络建模方法作了比较,结果显示NNPLS方法所建立的软测量模型具有更强的泛化能力。文中还对静态模型向动态模型进行了扩展。     

USC直流炉水冷壁壁温监测有限元分析

超超临界压力（USC）直流炉膜式水冷壁向火侧危险点壁温的在线监测一直都较难实现。本文基于有限元分析的理论提出一种针对900MW超超临界压力电站锅炉水冷壁在线温度场数值模拟水冷壁截面二维温度场方法,数值模拟结果经理论分析和试验验证,求解精度高,可信度好,为间接测量USC直流炉水冷壁向火侧危险点温度提供了新的监测方法。     

基于声学测温的水冷壁局部超温监测研究

以理论和试验相结合的方法,对锅炉热态时水冷壁附近的温度场及声线分布进行了研究,开发了基于声学测温的水冷壁局部超温监测系统,并在国内某300MW锅炉机组上进行了试验研究.结果表明：声学测温技术应用于水冷壁局部超温监测是完全可行的;锅炉热态时,水冷壁附近的声线会朝着炉膛内高温侧发生弯曲;系统测得的烟气温度作为基准量能很好地反映水冷壁向火侧壁面温度的变化情况;线性扫频信号可以作为监测系统的声源信号,扫频区间在500～3 000Hz为宜;此系统中,互相关时延估计法能准确地计算出声波飞渡时间.     

600MW锅炉机组膜式水冷壁壁温的试验研究及理论分析

在６００ＭＷ锅炉机组水冷壁热力试验的基础上,为找到使壁温发生波动的根本原因,利用有限元分析的方法对低倍率锅炉膜式水冷壁管壁温度分布随传热工况的动态变化进行了分析。分析表明：导致水冷壁管壁温度波动最根本的原因是管内传热恶化;单面受热水冷壁在管内发生传热恶化时其向火这内外壁温差随时间的波动较小,而水冷壁周向温差则随向炎侧外壁的壁温波动而剧烈波动。     

超临界及高效超临界锅炉水冷壁结构设计比较

通过比较600MW及其以上超临界和高效超临界锅炉的水冷壁结构,阐述了螺旋上升管圈水冷壁和垂直水冷壁结构的优点和缺点,为锅炉水冷壁结构设计提供参考。     

LYCTWA型贴壁风在墙式对冲燃烧锅炉上的应用及仿真模拟研究

针对某电厂600 MW墙式对冲燃烧锅炉在低氮燃烧改造后存在严重的水冷壁高温腐蚀问题,采取LYCTWA型贴壁风系统对其进行了高温腐蚀治理改造。通过全炉膛数值模拟与现场试验相结合的方法,研究了侧墙壁面区域的烟气成分分布以及不同的贴壁风布置方案对炉内燃烧及高温硫腐蚀的影响。结果表明：模拟结果与电厂实际腐蚀区域相吻合,腐蚀区域主要集中在第2层主燃烧器至燃尽风间的侧墙区域。加装了贴壁风系统后,数值模拟和试验结果均显示侧墙还原性气体体积分数大幅降低,水冷壁贴壁气氛得到显著改善。     

600MW超临界锅炉机组螺旋管圈水冷壁管壁温度

超临界锅炉水冷壁尤其是燃烧器区水冷壁的温度场计算对水冷壁的安全运行有重要意义。本文采用分区段热力计算方法计算了向火侧的热流密度。依据水冷壁入口和出口工质的实际温度和压力确定了管内工质温度及管内的对流换热系数。基于有限元法对某电厂600MW发电机组锅炉在100％BMCR工况条件下螺旋管圈水冷壁温度场进行了分析计算。     

700℃超超临界塔式切圆燃烧锅炉水冷壁设计

对700℃超超临界塔式切圆燃烧锅炉的水冷壁进行设计,总体方案为下部炉膛采用螺旋管水冷壁,上部炉膛采用垂直管汽冷壁。以660 MW等级700℃塔式切圆燃烧锅炉为设计对象,确定了其水冷壁的结构参数、热力边界条件和热负荷分布曲线,并对其水动力进行了计算。根据管壁温度和鳍片温度计算结果,确定水冷壁材料为水冷壁管下部采用12Cr1MoVG材料,鳍片采用12Cr1MoV材料;水冷壁管上部采用SA213-T92材料,鳍片采用SA387-Gr91材料。     

超临界锅炉水冷壁技术特点分析与比较

本文对目前超临界锅炉主要采用的水冷壁型式及其技术特点进行了分析和比较。通过对水循环特性、主要设计参数、结构特点以及制造、安装等方面因素的阐述,分别指出了两种主要的水冷壁型式的优点,为超临界锅炉水冷壁的选取和设计提供参考。     

锅炉高温受热面蒸汽侧氧化膜在线监测技术研究

建立了高温受热面炉内壁温在线监测模型、氧化膜生长模型、氧化膜应力在线监测计算模型和氧化膜脱落评估模型等.在此基础上,开发了锅炉高温受热面蒸汽侧氧化膜管理系统,并利用该系统对某600MW超临界锅炉高温受热面炉内管壁温度和蒸汽侧氧化膜厚度及应力状态进行实时计算与分析.结果表明:利用该系统可以减小沿烟道宽度方向的热偏差,有效降低偏差屏的炉内温度,减缓管内氧化膜生成速率;通过对温度变化速率、氧化膜应力状态的实时监测,可以积极预防氧化膜的脱落和堆积.     

新一代超临界锅炉的技术分析

分析了新一代超临界和超超临界锅炉技术的主要特点。重点分析了水冷壁技术、启动系统、最新的燃烧技术、超临界锅炉受热面的金属材料以及消除热偏差的技术。     

超临界直流锅炉炉膛水冷壁布置型式的比较

介绍了中国直流锅炉的发展过程和上海发电设备成套设计研究院对超临界压力锅炉炉膛水冷壁系统的试验研究,提出了超临界锅炉理想的水冷壁应具有的特性,同时以实例对垂直管屏水冷壁和螺旋管圈水冷壁的水动力特性进行了计算和对比,并提出了若干建议.