浅谈亚临界自然循环流化床锅炉本体受热面安装

亚临界自然循环流化床锅炉本体受热面安装的主要难点在于解决炉膛安装垂直度、水冷膜式旋风分离器尺寸控制、受热面密封焊接施工质量。

超超临界循环流化床锅炉技术研发进展

随着技术进步和对节能减排需求的提升,更先进的超超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉技术成为行业发展趋势。该文探讨了超超临界CFB锅炉技术的设计理念,包括流态化燃烧、水动力系统、污染物控制及系统集成等关键技术。分析大尺寸炉膛内流态化燃烧的均匀性和燃尽性问题,探讨了不同炉型燃烧系统设计;研究超超临界压力下低质量流速垂直管圈水动力系统的设计方案;提出在大截面和高炉膛条件下污染物控制的设计思路;通过对锅炉燃烧技术、热力系统及辅助系统的耦合特性分析,指出燃烧侧与蒸汽侧系统设计的优化方向。基于对关键技术的深入研究和超临界CFB锅炉的实践经验,形成了多种超超临界CFB技术方案,多个采用不同技术方案的项目已进入到工程应用阶段,其中可靠、灵活、清洁和高效是设计中的关键考量。期望这些多样化的超超临界CFB技术路线能够在未来发展中展现出灵活性和低碳优势。

350 MW超临界循环流化床锅炉天然气点火系统调试实践

针对350 MW超临界循环流化床(CFB)锅炉天然气点火系统的调试过程中存在的床下气枪在一次流化风量偏大或者热态的情况下,点火容易失败,着火后容易脱火,床上点火气枪点火困难, 床上主气枪无法着火及床上点火气枪退出后主气枪灭火等问题,通过设备改进、点火参数调整以及点火程序的优化等一系列手段,解决了现场问题,使天然气点火系统满足了锅炉启动要求。

超临界循环流化床锅炉水冷壁吸热偏差计算及深度调峰水动力特性

超临界循环流化床锅炉在深度调峰过程中受热负荷及质量流速变化的影响容易出现管壁拉裂、超温爆管等安全问题,故有必要对锅炉深度调峰负荷时热偏差系数、水动力特性进行计算研究。该文根据超临界循环流化床锅炉水冷壁及水冷屏结构,建立水动力计算数学模型并运用实炉测量数据计算实炉热偏差系数,对310及110MW负荷实炉热偏差系数进行计算,并采用110MW负荷实炉热偏差系数对120及70MW(深度调峰负荷)的水动力进行计算,将120MW负荷时的出口汽温计算结果与实炉测量数据进行对比验证,对70MW深度调峰负荷水动力计算结果进行分析。结果表明:循环流化床锅炉高低负荷时热偏差系数分布规律不同,在相近负荷时炉膛热偏差系数呈现出一致性,并且锅炉在70MW深度调峰负荷时,锅炉能安全稳定运行。深度调峰负荷时循环流化床锅炉吸热偏差系数及水动力特性的计算研究,为现有火电机组进行灵活性深度调峰优化改造提供一定的理论基础。

不带外置床的700 MW超超临界循环流化床锅炉失电后水冷壁安全计算分析

通过对某660 MW电厂失电事故过程中烟气温度、蒸汽温度及工质流量的变化规律进行分析,得到了炉膛密相区、过渡区及稀相区热负荷随时间的变化规律。在此基础上,以某700MW超超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉为对象,建立了失电事故发生后水冷壁内的流动传热计算模型,开发了以Fortran语言为基础的水冷壁内瞬态特性计算程序。分别对密相区、过渡区及稀相区进行分析,通过计算得到了失电后的水冷壁壁温及出口工质温度等热力参数的变化规律。计算结果表明:失电后水冷壁密相区出口的最高壁温为558.6℃,稀相区出口的最高壁温为579.6℃,不需要配备紧急补水泵来保证失电后水冷壁的安全。研究结果可为电厂处理超超临界CFB锅炉失电事故提供指导。

超临界循环流化床锅炉掺烧RDF/SRF的可行性分析

为实现当地生活垃圾“减量化、资源化、无害化”处理,需利用某电厂已有超临界循环流化床锅炉及环保设施,采用直接掺烧方式处理垃圾衍生燃料/固体替代燃料(Refuse Derived Fuel/Solid Recovered Fuels,RDF/SRF)。研究超临界循环流化床锅炉的燃烧特点、RDF/SRF的制备和特性以及掺烧技术,设计适合该电厂的掺烧工艺,并分析该方案的技术和经济性可行性。结果表明,该方案技术上可行,可以达到生活垃圾处置无害化和资源化的目的;掺烧系统(厂内)的总投资为624.90万元,当RDF到厂价为70元/t(含税)时,本项目厂内投资各项财务评价指标合理,经济性高。

350MW超临界循环流化床锅炉受热面防磨防爆

随着350MW超临界循环流化床锅炉的试运投产,相继出现受热面爆管,机组非停,给企业带来较大损失。文章对首批350MW超临界循环流化床锅炉调试中出现的受热面爆管进行分析,从防磨防爆技术角度、防磨防爆管理角度阐述了控制要点,分析了目前防磨防爆存在过热减温水调门、再热减温水调门自动线性差,容易引起汽温超温等的问题,提出了相应的解决措施,通过技术手段、管理手段,减少受热面磨损,保证机组长周期运行。

350MW超临界循环流化床锅炉设计研究

超临界燃煤循环流化床(CFB)发电机组具有经济性高,能够燃用高硫劣质煤的优势。为了充分发挥这一优势,本设计研究针对350MW超临界CFB锅炉进行了方案研究,包括总体布置、汽水流程,以及为了避免锅炉排放烟气SO2浓度高造成锅炉尾部受热面低温腐蚀问题所采用的炉内脱硫方案。

350 MW超临界循环流化床锅炉SO_(2)、NO_(x)及粉尘排放特性试验

为了解煤泥、煤矸石等多元低热值煤掺烧下CFB锅炉污染物生成排放特性,以某电厂350 MW超临界CFB锅炉为研究对象,基于现场运行实测数据,研究了该锅炉在30%~99%负荷率下烟气SO_(2)、NO_(x)生成及粉尘排放随负荷变化的特性,并分析了锅炉运行负荷、平均床温、过量空气系数及流化风率等关键运行参数对其生成与排放水平的影响。试验结果表明,该机组在30%~99%全负荷条件下总排放口烟气污染物排放均能够满足超低排放标准;SO_(2)、NO_(x)排放浓度随锅炉负荷的降低基本呈现先降低后迅速升高的趋势,粉尘排放浓度随锅炉负荷的降低而降低;所研究关键运行参数中,锅炉床温对SO_(2)、NO_(x)生成与排放水平起主导作用;低负荷下锅炉平均床温较低、炉膛过量空气系数较大,SO_(2)、NO_(x)生成浓度偏高,且二者排放浓度与过量空气系数及流化风率基本呈正相关。综合考虑,应适当控制锅炉平均床温在800℃以上,过量空气系数应不高于1.3为宜;低负荷下可采取烟气再循环措施来降低烟气含氧量,同时维持物料正常流化。

300MW循环流化床锅炉节能降耗研究

随着国家政策对煤耗指标的要求越来越高,在役循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉机组因运行条件改变或者设备老化等原因,需要进行升级改造后才能满足新的标准要求。提高锅炉效率、实现节能降耗是必然优化方向。因此,结合CFB锅炉普遍存在的问题和用户的实际需求,从提升锅炉的经济性方面提出改造思路,可为今后300 MW等级亚临界CFB锅炉的节能降耗改造提供参考。

亚临界循环流化床锅炉的自动控制

针对亚临界循环流化床锅炉的控制特点,着重介绍了锅炉的灰循环回路、排渣和汽温等的启动运行和控制问题,并提供了哈锅在制定控制策略时的一些思路和做法。

国产超临界350MW循环流化床锅炉机组RUNBACK控制策略及应用

对火力发电机组来说,锅炉侧和汽机侧的重要辅机都是按机组50%额定出力设计,配置都为两台,具备RUNBACK功能后,当一台辅机发生故障停机时,保证另外一侧辅机正常运行,且能够在规定的时间使重要参数趋于稳定,且机组降至安全负荷运行,维持机组最大负荷,这样最大程度的减少机组停机次数。而针对国内近几年才发展超临界循环流化床锅炉,由于锅炉特性区别与常规燃煤机组,特别是风烟系统,辅机作用区别较大,通过控制策略的优化,实现了循环流化床锅炉机组的RUNBACK功能,保证了机组的安全运行。

超临界循环流化床锅炉节能运行方法

超临界锅炉内的煤粒在燃烧过程中会产生一系列复杂的流化、传热动态特性,导致锅炉运行效率普遍偏低。为此,本文提出了一种超临界循环流化床锅炉节能运行方法,通过采集超临界循环流化床锅炉运行数据,根据数据间的内在关系建立锅炉数学模型,反映锅炉的动态特性,并将锅炉作为非线性且多变量耦合的被控对象,设计一种预测控制算法,完成超临界循环流化床锅炉的节能运行研究。结果表明,该方法投入后锅炉发热量较投入之前提升了79.99%,证明该方法可以实现锅炉的高效运行。

660MW超临界循环流化床锅炉链式给煤机故障分析及改造

文章针对660MW超临界循环流化床锅炉辅机链式刮板给煤机设计制造问题及运行过程中易出现的故障进行原因分析,介绍主要解决措施。通过对链式刮板给煤机出现的一系列问题进行分析,为后续更大容量循环流化床机组给煤系统的设计提供借鉴,通过采取针对性措施,大大提高了锅炉运行的稳定性和可靠性。

CFB锅炉宽筛分颗粒临界流化风速研究

基于计算颗粒流体力学(CPFD),通过表征常规CFB锅炉床料(Set 1)、增加炉内细颗粒含量(Set 2)和减小初始床支撑料粒度(Set 3) 3种筛分分布的SiO_(2)颗粒,研究颗粒筛分变化对临界流化风速的影响。研究结果表明:在相同床层高度下,Set 1、Set 2和Set 3床料的临界流化风速分别为0.51、0.30和0.20 m/s。表明增加炉内细颗粒含量和减小初始床支撑料粒度均可明显降低临界流化风速。将宽筛分颗粒临界流化风速的数值模拟结果与相关关联式预测结果进行对比,表明ERGUN关联式的预测结果偏差较小,WEN-YU关联式的预测结果明显偏低。

600MW超临界循环流化床锅炉关键问题研究

四川白马600 MW超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉研发在设计过程中,面临不少亟需解决的关键性问题。这些问题主要包括双布风板大炉膛密相区颗粒混合问题、床料平衡与控制问题,高炉膛中气固浓度分布,二次风穿透问题,悬吊受热面表面颗粒流动问题,六分离器循环回路物料平衡问题,炉膛水冷壁、中隔墙和悬吊受热面的热流分布规律,超临界水动力特性,回料系统受阻对炉膛运行的影响和水冷壁的防磨等。这些问题均是600 MW超临界CFB锅炉设计和运行中至关重要和必须解决的问题。该文主要介绍为解决这些问题而开展的大量实验研究和数值模拟研究工作及其主要结果。实炉的运行结果验证了研究结果的预测。

600MW超临界循环流化床锅炉炉膛气固流场的数值模拟

利用Fluent软件对某600 MW超临界裤衩腿六分离器循环流化床锅炉炉膛的气固流场进行数值模拟研究。模拟采用双流体模型,分析炉膛颗粒浓度轴向分布,颗粒浓度与轴向速度的径向分布以及六分离器气固流率的不均匀性。结果表明:颗粒浓度的轴向分布呈稀密两相区分布;裤衩腿区内墙有较浓颗粒回流;稀相区颗粒呈双环核分布,中隔墙及前后墙回流明显;中隔墙边壁及间隙区颗粒浓度高于侧墙边壁浓度;悬吊屏屏间隔区域颗粒浓度比悬吊屏外侧区域颗粒浓度低;六分离器中中间位置固相颗粒质量流率高于两边位置,两边位置差别不大。

简约型660MW超超临界循环流化床锅炉设计开发

分析了660 MW超超临界CFB锅炉的设计原则和依据,提出了简约型660 MW超超临界CFB锅炉方案。采用单布风,消除翻床现象;不设置外置式换热器,能够满足性能要求。前水冷壁采用锯齿形结构,在截面积不变的条件下扩大周界长度,确保一次上升水冷壁的面积,炉膛高度仅为48.2 m;二次风在齿凹处给入,降低了二次风处炉膛实际深度,利于改善炉膛中心区的供氧。后墙水冷壁在两个分离器之间设置一个锯齿,将炉膛大体上分为4个单元,形成单元设计。根据目前的运行实践,随着分离器直径的增加,飞灰的中位径基本上没有上升趋势,说明分离器直径放大并不能引起分离效率的显著下降,因此布置4个直径为10.85 m的分离器是完全可行的。介绍了简约型660 MW超超临界循环流化床锅炉结构,并对其性能进行了预测。

带隔墙的600MW超临界循环流化床锅炉水冷壁水动力特性

对带隔墙的600MW超临界循环流化床锅炉水冷壁进行水动力特性及方案选型研究。基于二分法对炉膛水冷壁进行水动力特性计算,得到了采用光管水冷壁加节流圈结构时各负荷下水冷壁出口工质温度及壁温参数。在100%锅炉最大连续工况时,水冷壁工质质量流率低于1000kg/(m2?s)时可以保证出口温度在422℃以下,热偏差位于允许范围内。在75%与50%汽轮机验收工况负荷时水冷壁均未发生传热恶化现象。通过与内螺纹管布置方案计算结果比较,认为采用内螺纹管改善了壁温特性,但对热偏差的改善并没有明显效果。因此对于600MW超临界循环流化床锅炉,采用光管水冷壁加节流圈结构是可行的。

超临界循环流化床锅炉技术特点比较

为总结超临界循环流化床(CFB)锅炉技术特点,分析了超临界锅炉参数的选择及循环流化床锅炉比煤粉炉更适合采用超临界参数的原因,详细介绍了国内外超临界CFB锅炉的研究现状。以国内三家锅炉厂针对白马项目提出的超临界600MWCFB锅炉方案为例,进行分析比较,认为超临界CFB锅炉的设计不存在颠覆性的技术障碍,而且超临界循环流化床燃烧技术将成为我国燃煤电厂重要的洁净煤发电技术,但随着超临界CFB锅炉研发工作的深入,仍有一些问题需进一步研究探讨。