钢球堵塞引起S30432屏式过热器爆管的失效特征分析

以试运行阶段就发生因钢球堵塞造成过热蠕变爆管的某600MW超超临界锅炉屏式过热器为例,通过宏观检查、尺寸测量、化学成分分析、力学性能分析、金相分析、维氏硬度试验和扫描电镜观察等方法,并与相邻管子进行对比,得出了钢球堵塞引起S30432爆管失效的特征。结果表明:爆口部位的管径、壁厚、蠕变孔洞、蠕变裂纹及老化程度等方面存在明显特征,除爆口部位及弯管部位外的各项试验结果均符合标准对新管的要求,但其材质状态已明显差于相邻管子。

基于特征优选和机器学习组合模型的锅炉受热面壁温预测

为及时有效预测锅炉壁温的变化趋势,以某火电厂600 MW的1号机组高温再热器为例,提出一种融合特征筛选和极端梯度树(Extreme gradient boosting,XGboost)组合自适应增强算法(Adaptive boosting,Adaboost)模型。首先,利用灰色关联分析法和随机森林特征重要度分析法分别计算锅炉大量的历史运行数据与高再壁温之间的线性和非线性关联度,然后进行综合特征排序。在特征优选的基础上,利用建立的XGboost-Adaboost组合模型进行锅炉高再壁温的预测。结合真实运行数据的实验结果表明,该预测模型的平均相对误差和均方根误差分别为0.18%和1.34℃,预测的精度高于几种相关类型高再壁温的预测方法。

火电厂源侧综合能源系统集成及性能评估研究

本文建立了以火电厂为核心,消纳可再生能源并提供冷热电汽综合能源服务的一套能源系统,通过对整体系统及关键子系统热力性能分析,验证了提出模型和方法的有效性。并研究了一些关键运行参数对系统综合性能的影响,验证了提出模型和方法的有效性和优越性。结果表明:通过改变火电厂的源侧参数,可以提高综合能源系统荷侧的输出量;且生物质转化气对汽轮机发电功率的影响最大。热泵系统的负荷随着进入系统中的给水流量的增大而增大,利用汽轮机中的部分抽汽来驱动热泵系统,虽然发电功率下降了10.88%,但是却为用户提供了16.8MW的热负荷和16.2MW的冷负荷以及27.78t/h的蒸汽量。

超超临界百万机组20%负荷深度调峰运行试验研究

可再生能源迅速发展对火电机组深度调峰提出了更高要求,机组调峰性能不仅是影响火电厂经济效益的重要因素,而且对于中国促进能源低碳转型有非常重要的战略意义。充分挖掘煤粉机组的深度调峰潜力与快速变负荷能力,对中国现有的煤粉机组调峰技术进行总结和分析,可为今后煤粉锅炉发电机组深度和灵活调峰技术的研发提供参考。对福建省一电厂1 050 MW超超临界前后墙对冲燃煤机组从100%至20%负荷状态下的运行情况进行了试验研究,在试验过程中记录了锅炉、汽轮机、发电机相关运行参数并进行了分析。结果表明,该锅炉在无投油的情况下,20%负荷稳燃能力良好,为运行深度调峰提供了参考。

复杂服役工况下集箱管座的应力分析

火力发电机组在灵活运行时,锅炉会频繁启停和升降负荷,此过程中伴随着温度和载荷的交替变化,由此带来集箱管座频繁开裂问题。本文以过热器集箱为模板,建立含有集箱、管座角焊缝和管接头的有限元模型,并对机组在升负荷和降负荷过程中管座的温度场和应力场进行分析。结果表明:升降负荷过程中,集箱的温度平衡速度相对缓慢,管接头则快速平衡;升降负荷过程中,管座区域最大热应力发生在焊缝熔合线处,而机械应力主要受管内压力波动的影响。

燃煤电厂锅炉水动力研究现状与展望

针对燃煤电厂锅炉受热面超温现象,开展预防与监测管壁超温的水动力特性研究。通过研究发现热力计算不精确、燃烧器选型不当、受热面布置不合理、调温条件不充分等,因热偏差氧化最终导致锅炉受热面超温。通过水动力计算研究,建立壁温分布模型,揭示受热面超温爆管的根本原因,为分析壁温变化、开发测量壁温方法提供详细的理论基础。

椭圆翅片管的流动传热特性及积灰磨损规律研究

利用Fluent有限元模拟软件对分离式热管蒸发端翅片管束的流动传热以及积灰冲蚀特性进行数值仿真。分析结果显示:换热量和进出口压降随烟气进口速度的增大而增大,随管间距的增大而减小;管壁和翅片处的烟尘颗粒沉积率以及平均冲蚀率随烟气进口速度的增加而上升,随管间距的增加而下降。探究分离式热管换热器蒸发端烟气的流动传热特性及积灰磨损情况,为提高分离式热管换热器性能以及提升锅炉系统整体效能提供充分的理论指导。

燃烧器对冲布置电站锅炉侧墙水冷壁结焦及高温腐蚀问题解决研究

在自然资源短缺的情况下,煤价也呈现出一种逐渐上升的趋势,导致火力发电厂的运营成本持续增加。在此种情况下,大部分电厂通过采购劣质煤、掺烧煤泥的方式来降低运营成本,但是却出现了锅炉水冷壁结焦、高温腐蚀问题。基于此种情况,研究以某电厂燃烧器对冲布置电站锅炉为例,首先分析造成侧墙水冷壁结焦、高温腐蚀的原因,其次,借助X射线荧光光谱、X射线衍射分析锅炉结焦、高温腐蚀机理,最后,并提出相应的解决对策。通过分析设备改造后的应用效果发现,锅炉结焦、高温腐蚀的情况得到有效缓解,达到了预期效果,在一定程度上提升了企业的经济效益与社会效益。

裙座与封头的焊接型式对裙座应力的影响及研究

本文分别对常规裙座、带凸台裙座两种裙座焊接型式进行对比研究,运用有限元分析软件ANSYS WORKBENCH,考察裙座与封头的焊接型式对裙座应力的影响。结果表明,同常规裙座相比,带凸台裙座焊接型式能够有效改善裙座与设备封头焊缝处的应力水平。同时,进一步考察了环境温度的取值对不同焊接型式裙座应力的影响,分析结果为裙座应力的计算提供了参考,为裙座与封头焊接型式的选取提供了建议。

CFB锅炉管式空预器改造为回转式空预器的可行性分析及应用

通过对比管式空气预热器(简称空预器)与回转式空预器的性能,提出了将中小型循环流化床(CFB)锅炉管式空预器改造为回转式空预器的提质增效方案。针对某300 MW CFB锅炉,评估了空预器改造的可行性和技术方案,并且分析了改造前后的性能参数和经济效益。结果表明:将管式空预器改造为回转式空预器可以有效降低锅炉的排烟温度,并且可以长期保证漏风率和烟风阻力的稳定,满足节能降耗的需求,同时提高了机组运行的经济性和可靠性。

火电厂锅炉给水系统金属材料腐蚀缺陷自动检测

常规的锅炉给水系统金属材料腐蚀缺陷自动检测节点的部署形式一般设定为固定形式,自动检测覆盖范围较小,导致最终得出的缺陷深度检测偏差加大。为此,提出对火电厂锅炉给水系统金属材料腐蚀缺陷自动检测方法的设计与实践分析。根据当前需求,采用边缘的形式扩大自动检测的覆盖范围,实现自动感应检测节点边缘部署,进行快速扫描及模糊缺陷面积计算。以此为基础,构建自动化锅炉给水系统材料腐蚀缺陷检测模型,采用低频复核处理的方式来实现自动检测。结果表明,针对随机选定的5个测试组,对1.2 mm、1.6 mm、1.8 mm和2.2 mm厚度的材料进行分析,最终得出的缺陷深度检测偏差控制在0.25 mm以下,说明此次设计的金属材料腐蚀缺陷自动检测方法更可靠、高效、真实,自动检测的效率较高,具有实际的应用价值。

动态壁温控制技术解决空预器堵灰问题的分析与评估

台州发电厂机组自超低排放改造后,空预器堵灰问题频发,造成风烟系统阻力增大、锅炉效率下降,机组限负荷运行,甚至被迫停机冲洗等一系列问题,严重影响了机组的安全经济运行。针对台州发电厂#9机组空预器堵灰问题,通过实施“动态壁温控制技术”解决空预器堵灰实际问题,并收集了改造前、后的相关运行数据,对比分析防堵系统投运对机组运行参数、安全性及经济性的影响。分析评估认为,该防堵技术简单可靠、综合效果明显,不仅可以提高当前空预器防堵灰能力、降低风烟系统阻力、保证机组长周期正常运行,同时系统自身运行维护成本较低,可以给机组带来较高的经济收益。相关经验可为同类型空预器防堵改造工作提供指导意义。

330MW燃煤机组双引风机汇合烟道优化研究

某330 MW亚临界燃煤机组双引风机出口烟道流场不均匀,偶发引风机失速。对烟道开展烟气流场数值模拟研究,定位现烟道流动紊乱位置。通过改变烟道导流装置设计,提出两种烟道改造方案,以消除两侧引风机出口烟气对冲情况,实现均流消旋作用。结果显示,优化方案一的烟气汇合处截面流速偏差(σ)、脱硫塔入口σ分别降至29.10%、25.11%,烟道降阻118 Pa,此方案改造工程量小;优化方案二的均流、降阻效果更加突出,烟气汇合处σ、脱硫塔入口σ分别降至17.53%、20.93%,烟道降阻176 Pa,此方案改造工程量和施工难度较大。实际改造工程应综合考虑机组运行状况、烟道优化效果、施工可行性等因素,选择最合适的方案进行烟道改造。

循环流化床锅炉降磨增效技术应用总结

潞安丰喜集团临猗分公司220 t循环流化床锅炉,于2008年投产运行至今,在运行、维护方面,通过不断的发现、解决问题,积累总结了大量经验,本文重点介绍在降低锅炉受热面磨损、提高热效率、延长运行周期等方面采取的有效措施及经验推广。

某超临界锅炉过热器T91管爆管原因分析

针对某超临界锅炉发生的高温过热器爆管事件,首先,通过宏观检验、显微组织分析、力学性能试验等方面对现场进行分析,研究发现高温过热器达到了氧化皮脱落的高峰期,氧化皮堵塞斜U型弯管,造成管壁超温,最终在T91材质位置过热爆管。最后,提出氧化皮防治措施。

燃煤锅炉回转式空预器密封改造技术的研究与应用

回转式空预器的漏风改造已成为各火力发电厂节能挖潜的成熟选项。针对朔州热电有限公司2×350 MW超临界循环流化床锅炉自2020年初投产以来回转式空预器漏风率高达15%以上的现状,基于“双碳”目标下节能减排要求,三向密封结构研究、升级改造已迫在眉睫。通过#2锅炉回转式空预器滚动柔性接触式密封改造,将空预器在各种负荷下的漏风率降至6%以下,较好地解决了电流波动、扇形板磨损、冷端密封腐蚀等问题,显著提高了机组运行的安全可靠性和经济性。

水冷壁贴壁气氛测试与防止高温腐蚀对策研究

针对燃用高硫煤的机组低氮燃烧方式下锅炉水冷壁高温腐蚀问题,调研了采用旋流燃烧器的锅炉水冷壁发生高温腐蚀的区域,选取W火焰燃烧、对冲燃烧锅炉进行水冷壁贴壁气氛测试,分析了运行氧量、燃烧器配风方式等对水冷壁贴壁气氛及高温腐蚀的影响。结果表明:燃用高硫煤的锅炉水冷壁贴壁处CO体积分数大多高于10000μL/L,O_(2)含量均小于1%,水冷壁贴壁处为较强的还原性气氛,水冷壁面临高温腐蚀风险。将燃烧优化调整和贴壁风改造相结合,可降低水冷壁贴壁处CO的浓度,抑制高温腐蚀。

超临界机组深度调峰工质流动不稳定试验与理论计算

为研究超临界机组深度调峰低负荷状态管内流动不稳定性,对20°倾角的倾斜光管内流动不稳定性进行研究,总结了典型沸腾起始点脉动、压力降型脉动和密度波型脉动的脉动特性,重点分析了低压力参数下质量流速、入口过冷度和上游可压缩容积等参数对沸腾起始点脉动和密度波型脉动的影响规律。结果表明,质量流速的增大能削弱管内流动脉动,提高受热管内工质的流动稳定性;入口过冷度和可压缩容积对脉动的影响具有双重作用,规律较复杂。此外,建立了典型的一维单通道垂直上升管不稳定性计算回路,并计算其热流密度和质量流量变化。根据计算结果,垂直上升管进、出口流量随时间呈反相脉动,同时得到回路不稳定性的临界热流密度和临界质量流速。在机组低负荷运行工况下,受热管的热流密度远低于临界热流密度,质量流速远高于临界质量流速,才可保证受热管内工质流动的稳定性。倾斜管和垂直上升受热管管内工质的流动不稳定均可通过无量纲参数计算进行判定。

超临界锅炉复合全负荷脱硝技术应用实践

为实现燃煤锅炉全时段NO_(x)的达标排放,在当前宽负荷脱硝技术的基础上提出了一种650 MW超临界机组冷态启动“省煤器给水旁路+#2高加汽源改接”的全负荷脱硝改造方案。结果表明:中速暖机时提高了#2高加出口给水温度10℃以上,并且使点火初期烟气升温至满足脱硝系统投运条件,实现了机组并网前净烟气NO_(x)时均值达到超低排放限值要求。并网前大幅度降低给水吸热量使脱硝系统投运后SCR反应器入口烟温始终维持在300℃及以上。超临界机组应用深度调峰,可在15%~100%的负荷范围内完成全过程自动调节。

垃圾焚烧炉低温腐蚀机理的分子动力学模拟

针对垃圾焚烧系统中换热器表面低温腐蚀的问题,通过分子动力学的研究方法模拟了硫酸分子在镍金属涂层表面的腐蚀过程,建立了腐蚀过程模型,对比了不同涂层的腐蚀速率。研究表明:H_(2)SO_(4)分子在镍金属涂层表面先解离出2个氢氧根离子,分解出的O—H离子与O—S—O离子分别被Ni金属表面捕获,其中仅O—H离子中的O与Ni原子形成键链;对比氧化铝、镍金属和镍铬合金3种涂层,镍铬合金对结低温腐蚀的抑制效果最好,镍金属涂层抑制效果最差,即选用抗氧化性强的涂层材料可有效减少垃圾焚烧系统受热面表面低温腐蚀的现象。