蒸汽加热窄矩形通道内完全沸腾起始点研究

以去离子水为工质,对尺寸为1400 mm×250 mm×3.5 mm(高×宽×深)的蒸汽加热竖直矩形窄通道内完全沸腾起始点进行实验研究,并对气泡脱离直径构建预测模型。分析入口温度、质量流量以及加热蒸汽流量对完全沸腾起始点位置及对应位置处壁面过热度的影响。基于Hata、Mcadams的公式模型提出实验工况范围内蒸汽加热竖直窄矩形通道的完全沸腾起始点过热度的预测关联式,其平均相对误差为6.11%;采用力学方法对加热壁面附壁气泡进行力学分析,构建基于受力平衡的气泡脱离直径预测模型,采用可视化实验进行验证,其平均相对误差为13.37%。

1036 MW超超临界锅炉包墙过热器泄漏原因分析

某电厂的包墙过热器在运行期间发生泄漏,为查明原因,对泄漏管样进行了宏观形貌检查、金相分析、扫描电镜能谱成分分析、硬度试验。试验结果表明:管样的1号、2号及3号试样母材的硬度平均值均高于标准要求的上限值;裂纹断面上有相互平行的清晰的疲劳条纹,裂纹由外壁向内壁扩展。经分析认为管样在鳍片焊缝开裂后向管子母材处扩展,在管子震动、锅炉启停、负荷变化等因素的长期作用下,导致管子母材发生疲劳开裂,直至泄漏。

小型薄壁液压铸件冷隔原因分析及解决措施

实际生产中,小型薄壁液压铸件,铸造难度大,废品率较高,主要铸造缺陷为冷隔。针对冷隔缺陷,对该类铸件进行技术分析,通过调整铁水共晶度与过热度、浇注速度、浇口厚度等措施,成功解决了两种典型小型薄壁液压铸件冷隔缺陷。

超超临界锅炉水冷壁超温和汽温偏差大问题的分析和处理

为了解决安徽某电厂1000 MW机组超超临界锅炉在试运期间出现的水冷壁温度高、主蒸汽温度低且两侧偏差较大的问题,通过试验研究,采取了差异化调整二次风喷口水平摆角的方法,最终将水冷壁温度、主蒸汽温度及偏差调整到锅炉正常运行的允许范围之内,为其他机组类似问题的处理提供了新的思路。

墙式锅炉屏式过热器低负荷热偏差特性数值模拟研究

为缓解热偏差造成的锅炉屏式过热器超温爆管现象,研究了某600 MW超临界墙式对冲燃烧锅炉屏式过热器的热偏差特性,分析了此锅炉屏过热偏差的形成机理并给出优化方案。为克服燃烧器与锅炉间巨大尺寸差异的限制,使计算结果准确体现燃烧器设计对炉内流动与热偏差分布的影响,首先提出一种分别模拟计算燃烧器与锅炉,以燃烧器出口平面计算结果作为锅炉燃烧器入口边界条件的计算方法,并提出了降低中层燃烧器风量及调整锅炉左右侧燃烧器风量的方法,以降低屏过高热偏差区域的烟气通量。结果表明:由于相邻燃烧器旋流相互作用,在炉内形成2束较为集中的烟气流,使高温烟气在流经屏过时形成左低右高的双峰形吸热分布,这是形成屏过双峰形热偏差分布的主要原因;所提出的2种风量调整方法均可有效降低屏过热偏差峰值,大幅降低屏过超温爆管的风险。

一种660 MW机组深度调峰工况屏式过热器超温的解决方案

为响应国家号召,积极落实火电机组灵活性提升工作要求,有效推进上级公司多能互补工作,不断提高机组上网竞争力和盈利能力,组织开展1号、2号机组20%深度调峰研究与改造工作,针对改造摸底试验中暴露的屏式过热器壁温超温问题,通过数据收集,原因分析、方案比选、实施改造等工作,基本解决了两台机组20%额定负荷深度调峰工况屏式过热器壁温超温问题,为两台机组顺利实现20%额定负荷深度调峰改造目标提供了参考。

锅炉启动过程过热器壁温和再热器壁温的控制

某厂2台超临界机组于2016年投产,至今在机组启动过程中多次发生屏式过热器、低温再热器壁温超温现象,尤其是低温再热器壁温超温严重。针对启动过程中过热器壁温和再热器壁温的超温现象,从运行调整角度出发,着手分析超温发生的原因、机理、危害,采用措施来防止受热面超温,确保机组安全,避免发生受热面超温爆管,同时有效缩短机组启动时间,节约燃油。

狭窄空间管道外壁检测机器人结构设计

为实现替代人工方法检测过热器管道外壁的目的,本文基于对爬管爬壁机器人的结构原理的分析,考虑到过热器管道空间狭窄形状复杂,设计了一种环抱式管道检测机器人。本文阐述了狭窄空间管道外壁检测机器人工作原理,设计了机器人的机械结构,分析了机器人手臂和手指的夹持力,分析了机器人的爬管升降力,并利用有限元仿真分析对其进行验证。研究结果表明:该结构设计合理,满足所需运行条件要求。

超(超)临界直流锅炉蓄热系数计算

给出了超（超）临界直流锅炉蓄热系数的计算方法：首先根据水和水蒸气的热力性质,通过程序计算出水冷壁中各相态段的长度,然后依据体积守恒方程、质量守恒方程和能量守恒方程分别计算水冷壁和过热器的蓄热系数.以某660 MW超超临界直流锅炉为例,利用锅炉设计数据计算得到4个工况下水冷壁和过热器的蓄热系数.结果表明：锅炉的蓄热系数为60 s左右,水冷壁蓄热系数占锅炉蓄热系数的15％～30％,过热器蓄热系数占锅炉蓄热系数的70％～85％.

电站锅炉换热器管爆漏原因分析及预防措施

电站锅炉的换热器管经常发生爆破和泄漏事故,严重影响锅炉运行安全。按照换热器管的设计、制造、安装、运行和维修等先后顺序以及所处位置和运行环境的不同,论述了电站锅炉换热器管产生爆漏的原因及应采取的对策。

蒸汽温度700℃超超临界锅炉受热面选材研究

报道了蒸汽温度700℃超超临界锅炉水冷壁和过热器等受热面部件的材料性能,分析了12Cr1Mo VG,T23,T24,T91,T92,T122,VM12 SHC,TP347H,TP347HFG,Super304H,TP310HCb N,Sanicro25,HR6W,617Mod和740H管子制造700℃超超临界锅炉水冷壁和过热器等受热面的适用温度范围,提出了700℃超超临界锅炉水冷壁和过热器等受热面选材建议。

环形通道内低Pe数高温液钠传热及其初始沸腾壁面过热度研究

对环形通道内低Pe数(20～70)的高温(300～700℃)液钠在由非旺盛湍流转变成旺盛湍流区内(Re=4000～17500)的传热进行了实验研究,并对正压下液钠初始沸腾壁面过热度进行了理论分析与实验研究.结果表明,所提供的计算关系式与实验数据吻合良好.实验采用的环管内径为6mm,外径为10mm,通道外壁绝热,内壁用高热流密度电加热元件加热.

电站锅炉炉内壁温测量技术的研究

采用金属喷涂技术,利用镍镉镍硅热电偶测量高温受热面炉内壁温,研究大容量电站锅炉超温及内壁产生氧化皮剥落引起爆管事故的原因.在国华太仓电厂600 MW超临界锅炉上应用了此技术,通过试验实测末级过热器炉内壁温,并与理论分段计算方法相结合,得到较为准确的末级受热面炉内壁温的分布,找到了爆管的原因.研究结果表明:采用金属喷涂炉内热电偶的方法可行,且测量结果较为准确.

超超临界1000MW机组锅炉高温受热面炉内壁温测量及分析

通过在华能玉环电厂4×1 000MW机组锅炉炉内受热面管壁安装高温热电偶,获取了该机组高温受热面在起动和运行过程2种工况下的壁温数据,并基于相关分析法,对炉内壁温与炉外壁温以及负荷等参数间的关系进行了分析。结果表明:在机组冷起动过程中,各受热面的炉内壁温与负荷显著相关;炉外壁温与负荷除在二级过热器上相关性略低,在其后的3个受热面则表现出强相关性;炉内壁温与炉外壁温也具有显著的相关关系。在机组运行过程中,炉内壁温与负荷相关性沿烟气流动方向逐渐减小;炉外壁温与负荷没有表现出明显的相关性;炉内壁温和炉外壁温除在二级再热器上表现为强相关性,在各级过热器无明显相关关系。

两类过热器壁温分布特性的仿真研究

以一种分布式传热模型为基础,对后屏过热器和高温过热器的壁温分布特性进行了仿真研究.结果表明:这两类过热器的壁温分布特性存在较明显的差异:对于后屏过热器,随着高度方向烟温偏差的增大,各个管圈出口段壁温下降,水平段壁温显著升高;对于高温过热器,当高度方向烟温偏差较小时,壁温最高点位于尾部上升段内,且各点壁温相近;随着这一偏差的增大,壁温最高点逆工质流程向管屏下部移动.

电站锅炉过热系统分布式传热模型及其应用

根据热量来源将过热系统传递的能量分为屏前/屏后烟气辐射、屏间烟气辐射、炉膛火焰辐射、炉顶管辐射、管屏表面自身辐射以及对流传热6种类型。将屏前/屏后烟气辐射以及炉膛火焰辐射视为烟黑体窗平面的辐射,在此基础上把6种类型的传热归结到一个封闭系统内,进而建立了一种可同时反映各种不均匀性因素的过热系统分布式传热模型。应用模型对某台300MW机组后屏过热器热流分布进行模拟,揭示了各种类型热流的不均匀性和对总传热量贡献的差别。该模型可以用于过热系统的分布式热力计算,并可为过热系统分布参数动态模型的建立提供必要的边界条件。

660MW燃煤锅炉屏式过热器壁温特性数值模拟研究

在“双碳”目标的背景下,燃煤火电机组向更高参数及深度调峰的方向发展,这对于燃煤锅炉的运行提出了更高的要求,防止锅炉受热面热偏差而导致的管壁超温是其中的关键问题之一。因此,精确预测燃煤锅炉受热面的热偏差和壁温对于机组安全、稳定运行意义重大。锅炉受热面的传热及壁温特性主要受到烟气侧和工质侧的共同作用,但在通过数值模拟方法预测热偏差问题时,常将模拟过程和边界条件进行简化处理,较难精准地分析受热面的传热及壁温分布特性。针对以上问题,利用Fluent对660 MW前后墙对冲燃煤锅炉进行了数值模拟,建立了屏式过热器管内、外的耦合传热模型,提出了按管内工质流动方向的顺序计算方法,并基于UDF实现了烟气侧与工质侧的传热耦合计算。研究了外二次风不同旋流角度对屏式过热器传热的影响,获得了同时考虑烟气侧和工质侧的屏式过热器传热及壁温特性。模拟结果表明,屏式过热器各管屏第22号管子出口壁面温度与实测值的相对误差在4%以内;外二次风的旋流角度由15°增加至60°,煤粉气流刚性减弱,燃烧不剧烈,煤粉着火延迟,炉膛火焰面升高,且屏式过热器的温度分布由“两端高、中间低”向“两端低、中间高”变化;当旋流角度为45°和60°时,屏式过热器的最大壁温分别为945 K和965 K,超过受热面材料的最大允许温度,而当旋流角度为15°和30°时,屏式过热器的最大壁温小于受热面材料的最大允许温度,故最佳旋流角度应选取15°~30°。

变负荷下超(超)临界机组过热器壁温预测

对超(超)临界机组过热器管壁温度的影响因素进行了分析,利用电厂现场DCS系统采集到的变负荷条件下的运行数据,与对应时刻管壁的温度实测数据进行了关联比较,确定了预测模型的输入变量。分析结果显示:一级、二级过热器出口汽温、主蒸汽温度、二次风E层风箱开度、有功功率等因素对过热器管壁温度的影响较为显著。采用BP神经网络算法,选取关联结果阈值超过0.70的14种主要因素进行升负荷、稳定负荷和降负荷3种条件下的管壁温度预测,预测结果与实测结果整体趋势保持一致,最大相对误差为1.42%,能够对过热器超温预警起到良好的指导作用。

基于灰色系统的过热器管壁温度预测模型

以炉外测点温度数据为基础,建立了锅炉过热器管进出口温度的灰色预测模型,并结合有限容积法实现了单管各段管壁温度分布计算。利用某电厂末级过热器管壁进出口实测数据,分析了三种工况下的预测精度。结果表明:运行工况下的预测精度高于99%,根据预测结果进行各管段的管壁温度计算误差小于2.9℃。该模型能够较为精确地预测和计算管壁温度的变化趋势,对火电机组的安全运行有指导意义。