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。

燃煤机组锅炉深度调峰性能计算分析

为了研究燃煤机组锅炉深度调峰能力,建立了低负荷稳燃、水动力循环、宽负荷脱硝、空气预热器低温腐蚀及辅机安全相应模型,并基于Fortran语言编写了计算程序。其中低负荷稳燃计算模型中利用D-S证据论对锅炉深度调峰时的燃烧稳定性进行判断;水动力循环计算模型中采用非线性流动网络系统法计算水冷壁关键参数;宽负荷脱硝计算模型通过比较选择性催化还原(SCR)反应器入口烟温与催化剂最低运行温度间关系来确定锅炉能否正常脱硝;空气预热器低温腐蚀计算模型通过比较酸露点与最低壁温间关系来确定其腐蚀程度;辅机安全计算模型通过分析风机所需压头与风机特性曲线的匹配来判断其运行稳定性。结果表明:华能陕西秦岭(秦华)发电有限公司660 MW锅炉在20%锅炉最大连续蒸发量负荷时水动力安全,一次风机运行在稳定区;所开发的计算程序可用于工程实践,为锅炉深度调峰提供了指导。

超临界循环流化床锅炉屏式过热器吸热量偏差特性研究

超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧技术作为一种具有综合性优点的技术,被广泛应用,但其炉膛中屏式过热器爆管泄漏问题频繁发生,故有必要对其水动力特性及吸热量偏差特性进行研究分析。根据针对超临界CFB锅炉炉膛内屏式过热器所建立的复杂流动网络系统的数学模型,及屏式过热器出口汽温分布实炉测量数据,对热负荷进行反推,计算分析了河曲电厂350MW超临界CFB锅炉以及白马电厂600MW超临界CFB锅炉中屏式过热器流量分配、出口汽温分布及壁温特性,并计算得到了屏式过热器中吸热量热偏差系数分布。计算结果表明,屏式过热器吸热量及热偏差系数在近壁侧、近火侧较小,在受热面中部则二者较大,这是由于各处烟气颗粒浓度的不同而影响传热造成,对吸热量及传热系数的分析研究对超临界CFB锅炉的设计及优化改造提供了理论依据。

倾斜管内汽水两相流动不稳定特性的数值分析

为对倾斜管道内的流动不稳定特性进行研究,建立了适用于不同工况条件的数学模型和本构关系。以频域法为基础,对守恒方程进行小扰动线性化和拉氏变换可得到用于描述流体流动稳定性的传递函数。使用尼奎斯特稳定性判据,绘制不同工况参数下的尼奎斯特图来判断流动的稳定性。对线性化模型的可靠性进行验证,在可靠性验证的基础上,对各种工况参数下的流动不稳定性进行研究,得到不同工况下的流动不稳定边界图。验证结果表明:模型的计算结果与实验数据的误差在10%以内。增大质量流速使流体的进口和出口密度差减小,有利于流动的稳定;相反,增大对流体施加的热流密度,使流体的进口和出口密度差增大,不利于流动的稳定,因此临界热流密度随质量流速的增大而增大;增大入口节流系数,可以抑制入口处流量的脉动,有利于流动的稳定,但是临界入口节流系数随质量流速的增大而减小;此外,增大入口过冷度在所研究的参数范围内有利于流动的稳定,得到的热流密度和入口过冷度不稳定边界线是单调的。