600 MW超临界锅炉燃烧器区膜式水冷壁温度场的数值计算

基于有限元法对某电厂600 MW机组锅炉在不同超临界工况下燃烧器区膜式水冷壁的温度场进行了分析和计算.采用双线性四边形单元对水冷壁温度场进行剖分,分区段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,计算了超临界压力下不同工况的水冷壁温度分布,并对造成水冷壁超温的原因进行了分析.对计算结果与实测值进行了比较,误差很小.     

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。     

700℃超超临界锅炉壁温特性研究

采用分区简化一维电站锅炉炉内气动一传热模型,理论计算了700℃超超临界锅炉炉膛水冷壁及管内工质温度的空间分布特性。计算结果表明:沿炉膛高度方向上煤粉燃烧器区域水冷壁热负荷较高,炉膛中间热负荷高,而上下炉膛的热负荷偏低;水冷壁周向温度呈中间高两侧低的抛物线型分布,700℃、35 MPa超超临界状态下,锅炉在BMCR工况下的水冷壁管内工质为单相流体,无明显大比热区域,壁温最大高达到619℃。因此,在5%左右的设计裕度下,建议水冷壁管材应选用许用温度大于650℃的材料。     

1025t/h直流锅炉水冷壁壁温特性理论研究

介绍了作者对上海锅炉厂有限公司1025t／h亚临界压力直流锅炉水冷壁壁温特性的理论研究。运用壁温计算的有限单元法,编制程序计算得到了锅炉上、中、下三个辐射区水冷壁高度方向的壁温分布。结果表明在所有负荷下,水冷壁管壁最高温度工况是安全的,不存在超温的危险;管间温差也在允许范围内,不会引起过大的温差应力。还得到了水冷壁全平面上的平均壁温分布和管子最高壁温度分布,表明水冷壁壁温状况不仅与热负荷有关,还受到管内工质状态和参数的极大影响。     

超临界压力下水冷壁中间集箱分配特性的研究

研究了国产600 MW直流锅炉分配集箱水冷壁管在超临界压力下的流量分配特性。试验参数为:压力p=23~25MPa,质量流速G=400~1 200 kg/(m2.s),工质温度t=10~400℃。试验研究了工质压力、质量流速和工质温度对分配集箱垂直水冷壁管流量分配特性的影响。试验结果表明:随着质量流速的增加,垂直水冷壁管间流量分配的均匀性增加;在拟临界点附近,流量分配不均匀性有一阶跃增加,而且随着压力的增加,流量分配不均匀性在拟临界点的阶跃增加现象变弱。利用分配集箱并联支管的离散模型计算了分配集箱垂直水冷壁管内的流量分配,计算结果与试验数据吻合。     

自然循环锅炉水冷壁温度计算方法及影响因素分析

研究了自然循环锅炉膜式水冷壁管的传热，采用编制程序对水冷壁进行温度场分布的计算，在研究方法上考虑了欠热沸腾起始点的问题，探讨了入口工质状态、炉内热流密度、质量流量、质量舍汽率等对水冷壁温度的影响。计算结果表明，入口水温的变化会影响欠热沸腾起始点的高度，但对温度的影响较小；炉内热流密度、质量流量和质量舍汽率的波动都会对温度产生影响，这主要是由于它们影响了换热系数的大小。     

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℃。     

循环流化床锅炉水冷壁的热流密度分布

超临界循环流化床锅炉的一个主要技术关键是炉膛受热面的横向热流分布.在管内工质温度不同、容量不同的3台循环流化床锅炉上,测量了不同高度上膜式水冷壁的金属壁温.将有限元算法用于水冷壁的换热分析,得到了循环流化床锅炉炉膛内烟气向水冷壁的换热系数分布.该结果为超临界CFB锅炉的设计提供了依据.     

超临界锅炉水冷壁工质温度的控制

分析了600MW超临界锅炉下辐射区水冷壁出口工质温度与水冷壁安全性和汽温调节的关系。系统地分析了超临界压力下水和水蒸汽的热物性和在燃用不同煤质对下辐射区水冷壁出口和中间点工质温度的影响。指出水冷壁辐射传热量变化和工质热物性剧烈变化是决定水冷壁工质温度的主要因素，另外，还包括省煤器出口工质温度、蒸发系统的储热量、直吹式磨煤系统调节动态响应特性等。提出了超临界锅炉汽温调节和煤水比调节应注意的几个主要问题。     

循环流化床锅炉的热流密度分布

循环流化床燃烧技术的发展方向是超临界。超临界循环流化床锅炉的主要技术关键是炉膛受热面的横向热流分布。在管内工质温度不同的3台实际运行的循环流化床锅炉上，在水冷壁不同高度上测量了膜式壁特征金属壁温，将有限元用于水冷壁的换热分析，得到了循环流化床水冷壁的换热系数分布。该结果为超临界锅炉的设计提供了基础。     

660MW超临界锅炉燃烧器的设计

对于超临界墙式切圆燃烧大风箱结构锅炉,燃烧器采用拉开式布置方式,同时采用水平浓淡燃烧技术,实现了分级燃烧,从而使锅炉的负荷适应能力增强、能有效控制NOX的生成,对环保有利.本文就某台660MW超临界锅炉燃烧器的设计方案、布置做了简要概述.     

超临界锅炉水冷壁安装

本文介绍了超临界锅炉水冷壁的结构特点,重点介绍了超临界螺旋水冷壁的地面组合和吊装方案,详尽的介绍了螺旋水冷壁的安装方法和安装顺序及加固方案,并提出在螺旋水冷壁安装中的注意事项.     

A New One/Two-Dimensional Model of the Conjugate Heat Transfer in Waterwall Tubes of the Supercritical Steam Boiler Combustion Chamber

An important issue arising in supercritical steam boilers is to avoid the tube wall overheating due to high heat fluxes transferred from flue gases to the fluid. The paper presents a new hybrid one/two-dimensional model of the fluid heating in waterwall tubes in the combustion chambers of steam boilers for supercritical steam parameters. The model is based on distributed parameters. The analysis concerns tubes with externally finned surfaces. Using the proposed model, it is possible to estimate zones and locations where the tube wall overheating may occur. One-dimensional equations describing the mass, momentum and energy conservation are formulated and solved for the fluid domain. Each analyzed cross section of the finned waterwall tube is divided into 20 control volumes for which energy balance equations are solved in a two-dimensional space. In order to analyses the conjugate heat transfer between the waterwall tube and the fluid, the heat transfer coefficient is computed using the Kitoh correlation. The computations assume a variable heat flux along the combustion chamber height. Also, the heat flux variation on the waterwall tube circumference is incorporated within the model. The reduction in dimensionality in both the fluid and the solid domains leads to an improvement in the computational performance compared to complex three-dimensional computational fluid dynamics simulations. The paper presents an application of the proposed hybrid model to simulate heat and flow processes occurring in waterwall tubes of a supercritical boiler operating in one of the Polish power plants. The results of the simulations are compared with the data obtained from measurements and good agreement is obtained. Therefore, the developed model can be successfully applied, e.g. in simulators of the supercritical power boiler operation.     

直流锅炉水冷壁热敏感性的研究

针对锅炉扰动工况下水冷壁的安全问题,根据汽液两相流阻力分相流模型,建立了直流锅炉水冷壁热敏感系数定量计算表达式,基于C++Builder分析程序研制了水冷壁热敏感特性分析软件.对1 100 t/h直流锅炉水冷壁的热敏感系数进行了定量计算,并分析了热负荷、压力、质量流速等因素对流量敏感系数、压降敏感系数和出口焓敏感系数的影响规律.结果表明:在近临界压力区,锅炉热敏感性受外界扰动的影响最为剧烈.研究结果对防止水冷壁爆管,确保直流锅炉安全运行具有重要意义.     

水平浓淡风煤粉燃烧技术在预防水冷壁高温腐蚀中的应用

分析了切向燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀的主要原因,认为合理配风、调整燃烧是防止高温腐蚀的根本措施,着重介绍了新型实用专利水平浓淡风煤粉燃烧器的基本原理,指出水平浓淡风煤粉燃烧器可有效防止高温腐蚀的发生。     

基于神经网络的电站锅炉水冷壁积灰结渣监测模型的研究

针对阜新电厂 2 0 0MW机组燃煤锅炉进行了多工况热态测试 ,获得了数据样本 ,运用BP神经网络和LM算法建立了电站锅炉水冷壁积灰结渣的监测模型。所建的神经网络监测模型 ,能够反映锅炉水冷壁积灰结渣的程度 ,为电站锅炉吹灰优化系统的开发打下了良好的基础。     

污泥掺烧方式对燃煤锅炉燃烧影响的模拟研究

为了确保燃煤锅炉掺烧污泥后炉内燃烧安全稳定并控制NO_x的生成,以国内某典型1 000 MW超超临界燃煤锅炉为研究对象,利用CFD软件计算研究了不同的污泥掺烧方式对锅炉温度场和NO_x生成的影响。结果表明：在燃煤锅炉不同层的燃烧器掺烧污泥,掺烧污泥的燃烧器对应高度均出现了温度的下降和NO_x排放浓度的降低;随着污泥分别由下往上在B,D,F层燃烧器进行掺烧,在炉膛出口处烟温升高,NO_x排放浓度降低;在保持F层燃烧器总热值不变的情况下进行掺烧时,能保证锅炉整体温度水平,掺烧污泥比例越高,炉膛出口烟温越低,NO_x生成量越少;在F层燃烧器掺烧污泥燃烧效果较好,有利于NO_x减排,是最适合污泥掺烧的燃烧器层。     

国产首台超超临界锅炉的设计与技术特点

分析了国产首台1 000 MW超超临界锅炉的设计与技术特点,包括锅炉选型、燃烧方式和炉膛尺寸、燃烧系统、炉膛水冷壁及高压强钢的应用等,探讨了P92和P122马氏体钢及SUPER304H和TP310H奥氏体钢的焊接工艺特点,总结了锅炉生产制造中采取的一些新工艺和新方法.     

巴威首台国产350MW超临界锅炉技术特点分析

简要介绍了北京巴布科克.威尔科克斯有限公司首台国产350MW超临界锅炉的主要结构和系统布置。重点阐述了锅炉本体内螺纹管螺旋管圈式水冷壁;燃烧系统浓缩型(EI-DRB)低NOx双调风旋流燃烧器以及改进型的无循环泵内置式启动系统的技术特点。对发展同容量超临界锅炉提供一定的借鉴。