超临界锅炉垂直水冷壁管壁温度敏感性分析

超临界直流锅炉运行时,由于工况变化复杂,易导致垂直水冷壁出口处管壁温度急剧增长,致使水冷壁超温爆管,从而对锅炉的运行安全造成极大的威胁。针对此问题,利用最小二乘支持向量机对超临界锅炉垂直水冷壁出口处管壁温度进行建模,并运用此模型分析运行参数与垂直水冷壁出口处管壁温度的关系,进而获得垂直水冷壁出口处管壁温度与相关因素间的敏感度;确定在垂直水冷壁出口处管壁温度趋近报警温度时的最敏感运行参数,并对其进行有效调节。实际运行情况证明此敏感度对调节控制垂直水冷壁出口处管壁温度具有指导意义。

超临界燃煤锅炉“螺旋-垂直”水冷壁水动力计算研究

超临界大容量、高参数锅炉是我国燃煤发电的重要发展趋势,主流的超临界锅炉大多采用螺旋-垂直型水冷壁,但其水动力特性及流量分配引起的运行事故常有发生。针对某典型的螺旋-垂直型水冷壁,根据水动力流动网络系统,结合质量和动量守恒进行水动力建模计算。根据锅炉水冷壁结构划分了流量回路,设置了压力节点,分段进行了阻力系数和流量计算,螺旋管中阻力系数越大,流量越小;而垂直水冷壁中阻力系数最大的管路(81~90回路)流量最少,阻力最小值在50~55号回路,但是后墙的流量较多,导致流量最大值在第71号回路。对于流量最小的水冷壁管路,容易造成超温爆管等问题,可适当增加管径,在安装过程中避免较大的焊瘤,从而保证锅炉运行安全。

超超临界锅炉垂直管圈水冷壁焊缝交错区域温度场建模及热应力模拟

以某660 MW超超临界锅炉为对象,构建垂直管圈水冷壁焊缝交错区域温度场模型,研究热应力分布对裂纹的影响。结果表明:焊缝交错区域管环焊缝向火侧顶点的温度高于直管段管壁向火侧顶点温度,发生超温时比直管段管壁向火侧更容易开裂;水冷壁管最大轴向拉应力位于焊缝交错区域管环焊缝焊趾向火侧顶点附近,在变负荷运行工况下易导致交变热应力,产生沿管环焊缝焊趾延伸的横向裂纹;焊缝交错区域应力集中处的等效应力大于直管段对应处,背火侧管环焊缝焊趾与鳍片角焊缝交接处等效应力最大,超过对应的高温屈服强度,材料在交变热应力作用下会诱发裂纹,裂纹沿管环焊缝焊趾向背火侧管壁延伸。

基于数据挖掘算法的垂直水冷壁壁温预测模型

结合某电厂垂直水冷壁壁温频繁超温问题,采用垂直水冷壁壁温超温机理和门控神经网络算法(GRU)相融合的方法,建立壁温预测模型,采集电厂历史运行数据,经数据预处理生成数据集,统计与分析预测模型数据训练结果,确定研究与优化方向,提高预测模型的精度和鲁棒性。

超临界W型火焰锅炉垂直水冷壁低质量流速条件下热敏感性研究

针对600MW超临界W型火焰锅炉垂直管圈水冷壁在低质量流速下的热敏感特性,对六头内螺纹管垂直水冷壁600MW超临界W型火焰炉热敏感性系数进行研究,分析了干度、热负荷、质量流速及压力等关键参数对超临界W型火焰锅炉内螺纹管垂直水冷壁流量敏感性系数和出口焓敏感性系数的影响规律,并计算和分析了该锅炉水冷壁在不同锅炉负荷下的温度偏差及出口焓值偏差。结果表明随热负荷增大,流量敏感性系数正向增大,锅炉水冷壁自补偿特性增强,出口焓值敏感性系数减小;流量敏感性系数随着质量流速的增大而减小,当质量流速超过一定值时,流量敏感性系数为负,锅炉水冷壁呈现负流量响应特性;质量流速增大,水冷壁出口焓值受热负荷扰动的影响也逐渐减弱;压力的升高有利于锅炉水冷壁水动力稳定性的增强;随干度增大,锅炉自补偿特性减小,出口焓值敏感性系数为正向增大,出口焓值偏差随着干度的增大而增大。研究结果对超临界W型火焰锅炉的安全运行、防止水冷壁爆管具有重要意义。

超超临界锅炉垂直水冷壁水动力特性

针对超超临界锅炉水冷壁系统水动力特性,建立了适用于复杂串并联回路系统的水动力特性计算模型,基于POWERSTATION4.0平台研制了水动力计算程序。按出口工质温度相等的原则计算节流补偿压降;以给定热负荷和节流方式进行流量分配和压降特性校核计算,用Chebyshev多项式拟合法拟合水动力特性曲线方程。并数值研究了1000MW超超临界锅炉垂直水冷壁水动力特性,计算结果表明:U形叉管有利于垂直水冷壁节流调节,低负荷率下炉膛回路具有较强的正流量特性,而在超临界负荷具有弱的负流量特性。上炉膛回路在不同负荷率下均具有负流量特性。水冷壁水动力特性曲线呈单值性。研究结果为超超临界直流锅炉垂直水冷壁的工程设计及运行监测提供了可靠的理论依据。

超(超)临界压力锅炉垂直管屏水冷壁水动力与热偏差调整建议

垂直管圈超(超)临界压力锅炉一般都在水冷壁管入口安装节流圈,以调节工质流量,使其与对应区域的热负荷相匹配,但是该类型锅炉在投运后往往出现水冷壁节流圈结垢、水动力和热偏差,以致发生爆管.通过对水冷壁结构特点的分析,对爆管原因进行了研究,参考亚临界垂直管圈直流锅炉水动力调整经验,提出超(超)临界压力锅炉垂直管屏水冷壁系统改进和进行水动力调整的建议,即减少水冷壁管入口节流圈数量,在水冷壁管(屏)的入口安装调节装置以及加装水冷壁管屏的监视测点等.

600MW超临界锅炉垂直管圈水冷壁及其优劣

论述６００ＭＷ超临界变压运行锅炉垂直管圈水冷壁及其水动力特性、传热特性、启动及低负荷运行的能力，并对垂直一次上升水冷壁管圈的优劣进行了总结。文中结论对电站超临界机组锅炉水冷壁的设计有较高的参考价值。

超临界锅炉垂直水冷壁裂纹产生的原因及处理措施

针对某电厂超临界运行锅炉垂直水冷壁出口处出现多处裂纹导致锅炉停运的问题,借助锅炉相关运行参数曲线对裂纹的位置、产生原因及外貌特征进行了研究,研究发现:锅炉垂直水冷壁出口处裂纹是由管间较大温差和管温快速变化产生的热应力引起的,管间较大温差一般出现在锅炉转干态后的低负荷工况下,且锅炉给水流量的变化与垂直水冷壁管温的波动存在对应关系;建议尽量减少该型锅炉在转干态后的长期低负荷运行,同时加强对垂直水冷壁出口处壁温的监视,出现较大偏差时及时调整;改进给水自动和给煤自动对水煤比的调整能力,防止负荷变化过程中的水煤比失调。

超超临界压力锅炉垂直水冷壁壁温偏差试验研究

针对超超临界垂直水冷壁壁温分布情况,在660 MW超超临界压力直流锅炉上进行了改变不同因素对水冷壁壁温偏差影响的试验研究。结果表明:提高高钠煤掺烧比例,采用上层燃烧器运行,均可降低燃烧区域热负荷,利于水冷壁壁温均匀性;在不同负荷下改变燃烧器摆角对水冷壁壁温偏差的影响不一致,燃烧器摆角主要是通过改变炉内热负荷分布来影响壁温偏差。通过优化调整可以有效控制超超临界锅炉垂直水冷壁的壁温偏差。

超超临界锅炉垂直水冷壁的结构特点和水动力特性

叙述了超超临界锅炉垂直水冷壁的结构特点和水动力特性,并介绍了内螺纹管垂直管圈水冷壁主要设计参数的选取原则和水动力稳定性的判别方法。

超临界循环流化床锅炉垂直管圈水冷壁热敏感性分析

对超临界循环流化床(CFB)锅炉垂直管圈水冷壁的热敏感性系数进行了定量计算,分析了干度、质量流速及压力等参数对锅炉水冷壁热敏感性的影响。对水冷壁在不同锅炉负荷下进行了温度偏差及出口焓值偏差的计算,结果表明,超临界CFB锅炉水冷壁在具有30%热流密度增量条件下,其温度偏差远低于超临界煤粉锅炉水冷壁具有10%热流密度增量时的温度偏差。

变压运行600MW超临界锅炉垂直水冷壁计算特性

阐述了600MW超临界锅炉垂直水冷壁特点和设计要求。根据国内对Φ28mm内螺纹管的传热与阻力特性试验以及国外的试验研究,详述了水冷壁的质量流速、出口温度、过热度及许可温差的选取。

垂直水冷壁异形鳍片区域温度与热应力分布

超/超超临界锅炉垂直水冷壁中间集箱附近的水冷壁异形鳍片区域向火侧易出现横向裂纹,可能导致水冷壁泄漏或爆管。以某660 MW超超临界锅炉为对象,介绍了水冷壁异形鳍片区域温度和热应力的数值计算模型。针对横向裂纹问题,基于计算数据分析了该区域的温度和热应力分布特征,以及锅炉负荷变化和水冷壁尺寸的影响。结果表明,异形鳍片旁的管壁向火侧顶点的轴向拉应力和等效应力大,锅炉变负荷运行易产生交变热应力,导致横向裂纹;异形鳍片中心为整个模型温度最高处,轴向应力和等效应力值也较大,需要重点关注;异形鳍片与管壁交接处等效应力大,材料失效时容易产生裂纹,可能向旁边的异形鳍片区域管壁向火侧延伸。

高参数超超临界二次再热机组锅炉垂直管圈水冷壁水动力特性分析

相对于常规电站锅炉,高参数超超临界二次再热机组锅炉具有炉内热负荷分布复杂、水冷壁工质温度水平较高、工质大比热容区吸热能力下降等特点,这对锅炉水动力的设计提出了更高的要求。对此,本文以华能安源发电有限责任公司超超临界660 MW二次再热机组锅炉为例,通过数值模拟和水动力建模计算相结合的方法,对超超临界二次再热机组锅炉垂直管圈水冷壁的水动力特性进行了详细计算和分析,获得了相应的流量分配规律以及汽温和壁温分布特点。结果显示:BMCR工况下,下炉膛和上炉膛水冷壁均存在流量偏差和壁温偏差,整体呈负流量响应特性;每面墙水冷壁内流量呈两端高、中间低分布;汽温和壁温分布则为中间高、两端低。本文研究成果可以为高参数超超临界二次再热机组锅炉垂直管圈水冷壁的水动力设计和优化提供参考。

2953t/h超临界锅炉垂直水冷壁水动力特性研究

建立超临界锅炉垂直水冷壁水动力特性计算模型,首先按出口工质温度相等的原则计算节流补偿压降,再以给定热的负荷以及节流方式进行了流量分配和压降特性校核计算,并研究了2953t/h超临界锅炉垂直水冷壁水动力特性。研究结果表明:以50%锅炉最大连续出力工况为基准来设计水冷壁入口节流压降是合理的,该方法可以使各负荷下的回路特性均趋于理想回路特性,能够获得较均匀的出口工质温度分布,热力偏差小并能够维持合适的水冷壁金属温度。水冷壁总压降的变化趋势与锅炉负荷变化相符。对于弱受热回路,重位压降所占总压降比例大于摩擦压降,因而弱受热具有自然循环特性;对于强受热回路,重位压降所占总压降比例小于摩擦压降,因而强受热回路具有直流特性。100%BMCR工况下,最高金属壁温为497℃,低于管材规定的580℃,因此锅炉机组的运行安全性可以得到保证。

超超临界锅炉垂直水冷壁热偏差监测系统的应用

针对大容量双切圆锅炉水冷壁热偏差问题,根据水冷壁管结构特征及下水冷壁管出口汽温等运行数据,研究开发B/S架构垂直管圈水冷壁热偏差监测系统。系统实现了水冷壁管工质流量偏差,工质热偏差,沿炉宽、炉深烟气热负荷偏差的在线监测。监测结果为判定水冷壁管内异常阻力特性、分析炉膛热负荷分布规律、优化锅炉燃烧、避免超温引起的降参数运行,提供了有效可靠的数据支持,并为下一步水冷壁监测技术研究工作打下基础。

超临界W型火焰锅炉垂直水冷壁水动力特性研究

对超临界W型火焰锅炉垂直水冷壁的水动力特性进行研究,首先对锅炉应用的材料为SA-213T12的ф31.8mm×5.5mm四头优化内螺纹管在试验台进行阻力特性研究,得到摩擦阻力系数λ。根据摩擦阻力系数λ及运行参数,计算某电厂600 MW超临界机组直流锅炉炉膛垂直水冷壁的阻力特性、流量偏差及热负荷偏差,并对水冷壁的水动力特性进行分析研究。

1000MW超超临界机组前墙垂直水冷壁管开裂失效分析

本文针对1000MW超超临界机组前墙垂直水冷壁管出现开裂问题,进行了一系列理化试验,包括拉伸、冲击、金相、扫描电镜观察等,最终确定此次裂纹开裂性质:垂直水冷壁管所承受交变热应力和结构应力,是导致垂直水冷壁管发生热疲劳裂纹失效的主要原因。