基于水冷壁壁温模型的吸热器热力计算

塔式太阳能光热发电吸热器运行时,最高局部热负荷可达1200 kW/m2,且吸热管所受辐射强度在周向分布并不均匀,在对吸热管进行热力计算时,通常需要对吸热管进行离散化处理,致使计算量大幅增加,为满足工程计算时间需求,通常仅对典型吸热管进行计算。为此,本文采取了基于光管水冷壁壁温计算的简化模型,可实现整个吸热器模型计算,计算结果与离散化模型相近,满足工程精度要求。

700℃实炉验证试验平台过热试件热流密度测量及壁温分布研究

随着锅炉主蒸汽参数的提高,炉内受热面壁温的监测对于安全运行日益重要,并且有利于根据壁温分布进行选材,降低造价。南京电厂700℃验证试验平台炉内过热试件分布着12个牌号的材料,掌握锅炉管壁温分布及其随负荷变化的规律,是准确分析材料验证情况的基础。采用火焰强度热流计对炉内热流密度的空间分布进行实际测量,结合受热面进出口蒸汽参数的实际测量结果,对炉内壁温分布进行计算,结果表明:过热试件不同方向的热流密度在15~180kW/m^(2)范围内,并呈现明显的规律性,其中收到来自前方的热流密度最大、下方的热流密度其次,并且屏底热流密度最高、炉顶位置热流密度最低,屏底水平管平均热流密度约为垂直管的1.3倍。根据热流密度空间分布测量结果计算的过热试件壁温沿着蒸汽流程方向快速增加,在屏底位置出现一个小的峰值,然后增速放缓、最后在靠近管屏出口处略有下降;而管壁和蒸汽温差呈现先增加后减少、并在屏底出现明显峰值的现象,最外侧管屏底最大温差达到约88℃,屏顶温差则降低到约25℃。锅炉负荷越高,热流密度越大,同时壁温沿程增长速率越高。炉内壁温测量元件与壁温计算结果的最大温度偏差小于2%,两者具有良好的一致性。根据壁温计算结果对过热试件进行选材,约有51.2%的锅炉管须采用镍基合金材料,相比全部采用镍基合金材料可大幅降低成本。

基于改进灰狼算法优化双向长短时记忆神经网络的水冷壁壁温预测

提出一种基于改进灰狼(MGWO)算法优化双向长短时记忆(BiLSTM)神经网络的水冷壁壁温预测模型,灰狼算法采用非线性因子调整策略、自适应位置更新策略和动态权重修改策略进行改进以提升算法的全局寻优能力,利用改进灰狼算法优化BiLSTM模型的隐藏层数量、学习率和正则化参数以提高模型的预测精度,采用新疆某电厂的数据进行预测仿真,结果表明:改进后的算法预测精度更高,在机组升、降负荷时,均可以预测到壁温的变化趋势,模型的平均均方根误差相比于长短时记忆(LSTM)神经网络、BiLSTM模型分别降低了9.86%和3.69%,且可以提前预测到水冷壁壁温的超温情况,对于预防水冷壁超温有重要意义。

基于炉内壁温计算的氧化层生长在线监测研究

以锅炉实时运行数据为基础,建立锅炉受热面在线热力计算模型,以受热面出口温度计算值和实际测点数据的差值作为迭代终止条件,实时得到锅炉过热器进出口烟气温度和工质温度。通过分段计算方法,分别计算受热面管的各段蒸汽温度和金属壁温。选取每段进出口平均金属壁温作为氧化层生长计算温度,设定计算周期为2 min,计算得到屏式过热器氧化层厚度的增量和累计值,计算结果与实际测量值基本一致,实现了锅炉受热面氧化层厚度的在线监测。

火力发电厂锅炉水冷壁壁温预测耦合模型研究

锅炉水冷壁壁温不均匀分布会导致部分烟气温度过高,使得烟气中的热能无法充分传递给水冷壁,从而降低了换热效率,且壁温不均匀会使局部过热,引起燃烧不稳定,影响燃烧效果。为此,研究火力发电厂锅炉水冷壁壁温预测耦合模型。分析锅炉水冷壁壁温计算原理,计算锅炉水冷壁壁温,以此联合LSTM构建壁温预测耦合模型,确定构建模型结构与锅炉水冷壁壁温预测表达式。采用多点温度数据融合方式提升历史壁温数据与壁温预测结果的精准度,基于分批估计算术平均方法融合水冷壁多点温度数据,计算壁温的平均值与标准差。将水冷壁多点温度数据融合结果输入壁温预测耦合模型中,计算壁温预测误差补偿,获取最终的壁温预测结果,实现锅炉水冷壁壁温预测。实验结果表明:应用本文模型获得的水冷壁壁温预测结果与实际壁温保持一致,壁温预测平均误差仅为1.291%,表明本文模型水冷壁壁温预测效果好,具有较高的预测精度。

Modbus 在火电厂锅炉壁温中的应用与研究

0引言自20世纪70年代末起,我国火电厂的发展进入了快速增长阶段,特别是在20世纪90年代和21世纪初,我国在火力发电厂建设上进行了大规模投资。随着时代的发展,发电机组的规模和容量也在持续扩大,这使得火电厂之间的竞争愈发激烈。为了在竞争中占据优势,火电厂投资者开始积极引入先进技术和设备,旨在降低建设与后期维护的总成本,以提升整体运营效益。

基于声波测温的锅炉水冷壁壁温调节研究

以声波测温技术获取的锅炉燃烧温度场为依据,利用燃烬区二次风门角操为调节手段对水冷壁壁温进行调节,形成以温度场火焰中心控制水冷壁壁温的控制策略。此方案可有效缓解水冷壁壁温超温与波动幅度大的现象,对水冷壁壁温起到宏观调控的作用。

基于递归径向基神经网络的航空发动机盘腔瞬态壁温预测

针对航空发动机空气系统盘腔瞬态壁温动态预测难的问题,提出了一种基于径向基神经网络的递归预测模型。通过时序数据多维重构的方法建立训练样本,强化径向基神经网络对“时滞性”的预测能力,分析了模型固有超参数和由多维重构引入抽样控制参数对模型预测精度的影响。采用简化的典型盘腔壁面换热模型结合公开的试验历程转速数据,构建了供模型训练和测试的瞬态壁温数据样本,以递归调用模型的方式完成了对测试样本时序数据的预测和验证。结果表明,与常规的径向基神经网络预测模型相比,该模型的平均相对预测偏差由3.0%降低至0.45%,有效提升了模型的预测精度。为航空发动机盘腔瞬态壁温异常监控及超温排故问题提供了一种新的预判方法。

基于数据驱动的超临界锅炉受热面壁温预测方法

锅炉受热面管壁超温严重影响电厂的安全运行,对锅炉受热面壁温进行预测,提前做出针对性的运行调整,避免管壁超温,对锅炉的安全运行具有重要意义。提出一种基于数据驱动的锅炉受热面壁温预测模型。首先,采用灰色关联分析选取影响受热面壁温的关键特征变量,构建基于长短时记忆(LSTM)神经网络的壁温预测模型;然后,定义历史相似工况下的关联特征系数,对由LSTM神经网络得到的预测壁温进行修正,提高模型预测精度;最后,以某在役超临界600 MW直流锅炉为研究对象进行分析,结果表明,所提出的锅炉受热面壁温预测模型的相对误差在(-2.5%, 2.5%),平均相对误差为0.40%,平均壁温预测误差2.24℃。可见该预测模型可实现复杂工况下锅炉受热面壁温的准确预测。

基于机器学习的螺旋管圈水冷壁壁温预测模型研究

针对某600 MW机组四角切圆锅炉建立了数值计算模型,综合考虑了一次风率、主燃区过量空气系数、燃烧器摆角以及SOFA喷嘴竖直摆角等运行参数的影响,设计L16(45)正交工况获得了100%BMCR、75%THA、50%THA以及35%BMCR负荷下锅炉水冷壁壁面的热流量,各工况下螺旋管圈水冷壁的壁温分布通过耦合壁面吸热量、水动力特性与壁温计算得到。由于正交工况参数设置的不连续性,建立了机器学习模型,实现了正交工况覆盖参数范围内的螺旋管圈水冷壁壁温分布预测。研究结果表明:在亚临界工况下,螺旋管圈水冷壁在燃烧器高度区域内出现730 K的温度峰值;锅炉在变负荷过程中,当炉膛火焰中心高度与管内工质相变起始高度重合时,易发生传热恶化导致壁温激升;机器学习算法中集成学习算法在壁温数据的训练集和测试集上拟合优度R2均达到了0.99,能够适用于宽负荷下锅炉水冷壁壁温预测。同时,机器学习算法建立了壁温分布与锅炉运行参数之间的映射关系,后续研究可通过优化算法合理调整优化运行参数,保障水冷壁的壁温安全。

四角切圆直流锅炉水冷壁壁温特性调整研究

直流锅炉水冷壁是锅炉受热面中工质传热工况相对复杂的区域。由于不同负荷下,锅炉水冷壁过热度的不同,水冷壁内工质汽水相变点的位置会发生变化,尤其是中低负荷下,水冷壁壁温往往呈现壁温偏差大,壁温波动速率快等特点。四角切圆燃烧方式具有煤粉空气混合程度高、燃尽率高、低负荷稳燃能力强等特点,但由于燃烧器布置在炉膛四个角部,火焰射流距离壁面很近,如果同一层四支燃烧器中的某个或某几个的火焰射流方向出现偏差,极易造成火焰刷墙。在中低负荷下,这将导致刷墙一侧的水冷壁超温。本文以某电厂660MW超超临界四角切圆燃烧锅炉为研究对象,调整研究其在各负荷下的水冷壁壁温分布规律及调整策略。

超临界W火焰锅炉水冷壁壁温偏差分析治理

福溪发电1号锅炉投产以来多次发生水冷壁泄漏,近年来实际燃用煤种偏离设计煤种较多,水冷壁壁温偏差大和炉膛结焦问题进一步加重。通过深度挖掘历史数据和现场燃烧调整试验相结合的方式,寻找煤质热值、配煤方式和磨煤机组合等影响W火焰锅炉热偏差的主要因素,量化了煤质发热量对于W火焰锅炉水冷壁壁温偏差的影响,确定了锅炉适宜燃用的煤质发热量在19.26 MJ/kg以内,形成了W火焰锅炉水冷壁壁温偏差的控制策略,进行了锅炉二次风箱的改造,改善了水冷壁壁温偏差情况。

壁温对类HTV-2飞行器气动力计算的影响

数值模拟高超声速飞行器定常飞行时,需要给定壁面合适的温度条件以得到足够精确的预测结果。针对高超声速飞行器在风洞吹风试验与高空真实飞行时的壁面温度特性显著不同,分析了两类不同条件下数值模拟中壁面温度条件的选取问题。采用数值模拟方法求解三维Navier-Stokes方程,研究了壁面温度在风洞试验状态和高空飞行状态下对类HTV-2高超声速飞行器气动性能和边界层内特性参数的影响规律,结果表明:风洞试验条件下和高空飞行状态的壁面温度影响气动力机理不同导致壁面温度条件选取准则不同。

1000 MW超超临界塔式锅炉水冷壁水动力特性计算及壁温分布研究

针对某电厂1 000 MW超超临界塔式锅炉结构特点,采用流动网络系统,根据质量、动量、能量守恒方程,建立了适用于超超临界塔式锅炉水冷壁水动力计算的模型。水动力计算结果得到:某电厂1 000 MW超超临界塔式锅炉在1 000 MW负荷、750 MW负荷和400 MW负荷下,压降计算结果与实炉数据吻合,并且,程序计算得到的上下炉膛出口汽温与某电厂实际运行数据整体上也比较符合。计算结果表明:下炉膛和上炉膛的水冷壁内壁温度、外壁温度、中间点壁温与鳍片温度均处于材料许用范围之内,水冷壁运行是安全可靠的。并对锅炉在400 MW低负荷运行时的流动稳定特性进行了计算校核,校核计算表明:在400 MW负荷下,流动处于稳定区,水冷壁不会发生流动不稳定性。

采用隔热活塞的高强化柴油机在高壁温环境下的燃烧特性模拟

装配隔热活塞的高强化柴油机喷油量大、热负荷高等特点会导致壁温环境高,燃烧状况恶化,不利于柴油机热效率的提升。针对该问题,采用数值模拟的方法研究高壁温对喷雾和燃烧的影响。提高燃油喷射压力至250 MPa,高壁温环境下的燃烧持续期缩短7.1%,可有效改善高壁温对燃烧的不利影响。

基于数值模拟的壁温测量集热块优化研究

为提高锅炉内过热器壁温测量的准确性,基于数值模拟方法对集热块参数设计和安装方式进行了研究,分析了多种参数对测温偏差的影响及作用机理。研究结果表明:集热块无保温时,测量温度与管壁1/2处偏差为39.3℃,增加保温后,测量偏差降低至14.6℃,说明保温作用能显著提升测量准确性。此外,集热块结构参数主要是通过改变传热效率影响测温准确性,其随集热块高度和焊接坡口尺寸增大而减小,随集热块厚度和孔径减小而增大。该研究可为集热块的设计与安装提供指导,在集热块安装时需做保温处理;而集热块结构参数对测量准确性的影响相对较小,此时应更多考虑集热块的结构强度和加工制造成本。

某电厂2号炉过热器壁温分布特性及运行分析

为了避免电厂锅炉壁温超限,文章依据某电厂2号炉末级过热器壁温测点及相关运行参数的历史数据,归纳总结出三种典型的壁温分布特性,针对该锅炉末级过热器壁温超限及屏间壁温差较大的情况,从负荷变化、磨组组合及出力、二次风分配、煤质变化、炉内吹灰等方面进行了深入分析,提出了合理有效的运行操作措施、燃烧调整优化及燃烧器改造建议,为同类型锅炉壁温控制提供了良好的借鉴。

超超临界四角切圆锅炉燃烧器喷口改造对受热面壁温特性的影响

新疆某660MW超超临界锅炉水冷壁经常发生拉裂。针对这一问题对锅炉燃烧器喷口进行改造。本文对燃烧器改造前后的受热面壁温特性进行了对比。结果表明,改造后受热面的壁温特性有明显改善。本次燃烧器喷口改造为今后锅炉燃烧器设计和改造提供了一定参考意义。

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。

包覆隔音降噪材料引起管壁温升的计算研究

炼厂非常关注装置的噪声污染治理,在降噪的改造过程中,经常因为影响了原有管道的散热功能,而导致原有的生产效率降低,因此,温升的计算是制定改造方案的一个重要参考指标。在制定改造方案时,必须对温升较大的管道进行必要处理,如预留通风空腔等。通过迭代法计算改造前后管壁温差,为改造方案的合理化提供依据。