华能玉环电厂1000MW超超临界锅炉水冷壁超温分析与应对方案

高参数大容量燃煤锅炉水冷壁超温的主要原因是煤水比失调,水冷壁结焦、火焰偏斜以及水冷壁节流孔圈被金属氧化皮堵塞或异物堵塞造成流经该水冷壁管的给水量减少也是造成水冷壁超温的原因。从运行调整的角度主要采用调整配风、稳定燃烧、降低升降负荷的速率、防止燃烧剧烈变化等多种手段来控制水冷壁超温。

1000MW超超临界锅炉水冷壁超温原因分析及对策

0 引言本文针对HG-2994/28.25-YM4型超超临界锅炉垂直水冷壁特性,通过现场燃烧调整实验,发现了锅炉制粉系统、磨煤机组合方式、热一次风调平对锅炉水冷壁壁温的影响,并提出了相应控制调整策略,对同类型机组的调试和运行控制方式提供参考借鉴。

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。

超临界W型火焰锅炉结构效应导致前墙水冷壁温差偏大问题的研究与治理

为解决某锅炉前墙水冷壁温差偏大导致水冷壁频繁超温爆管的问题,从管外传热和管内吸热两方面对热偏差进行分析,发现采用内螺纹管技术的水冷壁管具有自补偿特性,通过数值模拟试验发现结构效应带来温度场和气流场的变化对热偏差影响显著,是造成水冷壁变形和泄漏的主要原因,进而提出二次风差异配风、水冷壁前墙喷涂绝热涂料和优化卫燃带等治理方案,成功治理了水冷壁超温爆管问题.

基于等离子喷涂技术的超超临界锅炉水冷壁抗高温腐蚀优化研究

超超临界锅炉作为高效清洁能源转换的重要设备,能够在极高温度和压力下运行,极大地提高了发电效率。然而,在超超临界状态下,水冷壁面临着严峻的高温腐蚀问题,这主要源于其承受的复杂工作应力和恶劣的环境条件。因此,开发有效的抗腐蚀涂层,提升水冷壁的耐久性和可靠性,成为行业内的迫切需求。文章探讨了基于等离子喷涂技术的超超临界锅炉水冷壁抗高温腐蚀的优化,分析了超超临界锅炉及水冷壁的高温腐蚀机理、等离子喷涂涂层的材料选择与结构设计及喷涂参数的优化,并对等离子喷涂技术的发展进行了展望。

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。

1000MW超超临界塔式锅炉炉内水冷壁壁温计算研究

以某电厂1 000 MW超超临界塔式锅炉为研究对象,在一维分区的计算基础上,对炉内主燃烧区域进行分区,在满足工程需要的基础上简化了辐射传热模型和管内换热模型,对炉内主燃烧区进行变工况研究得出水冷壁壁温分布,并且与实测数据进行比较验证.结果表明:水冷壁壁温沿炉膛高度方向呈现双峰,沿炉膛宽度方向则呈中间高两边低的趋势;随着负荷降低,水冷壁壁温降低;模型计算数据与实测数据相比,均方根误差最大为5.38%;该模型可以预测水冷壁壁温分布,为锅炉设计和实际运行提拱技术支持.

超超临界锅炉水冷壁管材高温腐蚀特性研究

现场测试了某超超临界锅炉水冷壁近壁区还原性气氛分布特性,在此基础上利用高温管式气氛炉对超超临界机组锅炉水冷壁管材12Cr1MoVG开展高温腐蚀实验,模拟了锅炉水冷壁近壁区的还原性气氛、积灰及温度等条件,得到材料试片的腐蚀增重曲线,并利用扫描电镜及能谱仪分析腐蚀试片的微观形貌和元素成分。研究表明,H2S＋CO＋N2气氛腐蚀性强于H2S＋N2,H2S＋CO＋N2气氛下金属表面发现大量裂纹,腐蚀增重曲线呈现线性规律,H2S＋N2气氛下金属腐蚀增重曲线呈现双对数规律;还原性气氛下,灰颗粒对金属的腐蚀性较弱,腐蚀表现形式为点蚀;经过H2S＋CO＋N2气氛180h腐蚀后,金属表面硫元素含量最高,质量分数约为10%～12%,腐蚀层内次之,约为7%。

某1000MW对冲燃烧超超临界锅炉水冷壁汽温偏差分析及设计运行对策

针对1000MW超超临界锅炉水冷壁出现的较大汽温偏差进行了试验研究和水动力计算。在锅炉结构和燃烧方式的基础上建立了平顶山发电分公司锅炉的流动网络系统水动力计算数学模型,根据计算模型划分的流动回路在现场布置了相关试验测点。通过现场启炉试验、变磨煤机投运方式试验和中间混合集箱混合效果试验,结合水动力计算结果,探索各因素影响汽温偏差的规律。研究结果发现,升负荷速率和局部热负荷过大会造成较大汽温偏差,启炉过程中应控制升负荷速率不大于25MW/min;在4台磨投运试验工况中推荐BCEF组合方式,5台磨投运试验工况中推荐ABCEF组合方式;中间过渡段混合集箱50%BMCR负荷至100%BMCR负荷混合效果良好。在锅炉整体结构设计方面,需通过增大进入上炉膛前墙的流动截面积以改变前墙水动力适应性,降低其热敏感性。

超超临界直流锅炉垂直管屏水冷壁壁温分布特性

以燃用高钠煤的660MW超超临界压力直流锅炉为例,对不同工况下垂直管屏水冷壁壁温分布特性进行了试验研究.结果表明:提高高钠煤的掺烧比例,可降低燃烧区域热负荷,有利于水冷壁壁温分布的均匀性;超临界压力下低负荷运行时,水冷壁壁温偏差值会增大,节流孔圈未完全发挥控制工质质量流量的作用是造成水冷壁壁温偏差较大的原因之一;通过调整锅炉运行方式,可在一定程度上改善水冷壁壁温分布的均匀性.

1000 MW超超临界二次再热锅炉降低水冷壁高温腐蚀影响的试验研究

针对1 000MW超超临界二次再热锅炉燃烧器特点,对水冷壁近壁面烟气成分和水冷壁壁温进行了测试,分析了运行O_2体积分数、煤粉细度、入炉煤硫质量分数、一次风量、燃尽风(AGP)水平摆角、AGP风量和偏置辅助风(CFS)风量等因素对水冷壁高温腐蚀的影响。结果表明:提高运行O_2体积分数是预防水冷壁高温腐蚀的有效方式;煤粉变细可改善水冷壁近壁面还原性气氛;随入炉煤硫质量分数的升高,水冷壁近壁面CO和H_2S最高体积分数升高;减小AGP风量和增大CFS风量有助于减弱水冷壁近壁面还原性气氛;AGP水平摆角对水冷壁近壁面还原性气氛影响不大;减小一次风量会恶化水冷壁高温腐蚀;在相同炉内还原性气氛下,超超临界二次再热锅炉比超超临界一次再热锅炉面临的水冷壁高温腐蚀风险更高。

热偏差和流量偏差对1000MW超超临界锅炉水冷壁壁温影响的研究

通过耦合水冷壁的烟气侧和工质侧的换热模型,获得超超临界条件下水冷壁管内工质和管壁的温度分布情况。设置火焰中心和工质流量的偏差变量,研究其对600℃和700℃等级锅炉水冷壁管壁温度安全的影响。通过模型的计算结果与600℃等级的超超临界机组测试值对比,验证模型的准确性。计算结果表明：耦合模型计算温度和实测数据有较好的一致性;对于600℃等级锅炉的水冷壁,流量对壁面温度最高值的影响明显高于火焰中心偏移的作用;700℃等级超超临界锅炉水冷壁管壁和工质的温度分布规律和600℃等级锅炉的变化趋势基本一致。管壁的峰值温度约为619℃,远远超过600℃等级超超临界锅炉管材的允许温度;推荐管材的许用温度为650℃。

主蒸汽温度700℃超超临界锅炉水冷壁选材分析

针对超超临界600 MW机组主蒸汽温度为700℃的锅炉(700℃锅炉)水冷壁选材问题,分析比较了T12,12Cr1MoVG,T23,T24,T91,T92,T122(HCM12A),VM12SHC和617mod等备选管材的适用性,包括母材和焊接接头的持久强度、热疲劳和蠕变疲劳,母材和焊接接头的抗蒸汽腐蚀和抗烟气腐蚀性能,热成型性能及可焊性。同时,提出超超临界700℃锅炉水冷壁应选用T92高强度马氏体钢管和617mod镍基合金管,应采用电加热板对T92水冷壁管对接焊接接头进行焊后热处理。

超超临界锅炉垂直水冷壁温度场的数值计算

建立了超超临界锅炉垂直管圈膜式水冷壁温度场的计算模型,采用有限容积法进行温度场数值计算及程序设计,并针对玉环电厂1000 MW超超临界直流锅炉变压运行的实际工况,对其垂直管圈膜式水冷壁的温度场进行了计算及分析,为超超临界直流锅炉垂直管圈水冷壁的设计及运行监测提供了可靠的理论依据.计算结果表明:在不同负荷下,膜式水冷壁截面的炉膛向火侧温度最高,在低负荷时向火侧管外壁温度最高,而在高负荷时向火侧鳍端温度最高;在最低直流负荷下,管外向火侧外壁温和内壁温沿管子高度方向均没有发生壁温飞升;在不同负荷下,水冷壁管截面最大温差及管截面最高温度均低于水冷壁金属容许的温度值;在锅炉启动及运行时,应监测膜式水冷壁向火侧管外壁的温度和鳍片温度.

1000MW垂直管圈超超临界锅炉水冷壁工质相变转换对金属壁温影响的试验研究

以1台1000MW垂直管圈内螺纹水冷壁电站锅炉水冷壁为研究对象,通过在燃烧器区域金属壁温的代表性水冷壁管沿高度方向上新设计制造并安装三组能够同时测量水冷壁管工质温度、向火侧和背火侧金属壁温测量装置,并以统计回归的方法分析了一个月的温度监测数据。结果显示,在横向裂纹集中出现在还原区中部标高区域,正是汽水系统工质相态变化频繁的区域或含气率较高的区域,容易发生传热敏感,降低工质温度的传热能力导致该区域向火侧金属温度频繁大幅变化,进而产生交变应力,这是该区域横向疲劳裂纹集中产生的重要原因。

超超临界锅炉水冷壁壁温异常原因分析

根据垂直管屏超超临界锅炉的结构特点,结合我国首台超超临界锅炉调试、试运经验,全面分析了超超临界锅炉水冷壁壁温异常的影响因素,重点分析了锅炉燃料量的过多投入、水冷壁管内冷却流量不足、燃烧器投用次序、燃烧器摆角、炉膛配风配粉及管屏制造安装缺陷等因素对水冷壁壁温的影响。针对垂直管圈超超临界锅炉水冷壁可能出现的3类壁温异常现象,提出了对应的运行调整、检查检修的处理对策。

超临界及超超临界锅炉水冷壁壁温偏差研究

根据国内超临界锅炉的实际运行数据和超超临界锅炉的设计数据,研究了影响其水冷壁壁温偏差的主要因素。重点研究了水冷壁受热偏差、质量流率、工质焓增、变压运行、工质热物理特性等对于螺旋管圈水冷壁和垂直管屏水冷壁壁温偏差的影响关系；分析了控制超超临界锅炉水冷壁壁温偏差的技术措施：采用内螺纹管,降低水冷壁管外烟气侧热负荷和热偏差,适度控制质量流率的裕量,合理控制下辐射区和上辐射区水冷壁的工质焓增,采用节流圈调节流量偏差和利用垂直管屏在低质量流率下的正流量补偿特性等措施,可有效控制超临界和超超临界锅炉水冷壁的壁温偏差。

基于人工智能算法的1000MW超超临界锅炉水冷壁缺陷检测技术研究

本文研究了一种基于人工智能算法的1000MW超超临界锅炉水冷壁缺陷检测技术。首先,介绍了超超临界锅炉水冷壁的结构特点和缺陷形态。然后,针对传统检测方法的局限性,提出了一种基于卷积神经网络的水冷壁缺陷检测算法。最后,通过实验验证了该算法的有效性和可行性。研究结果表明,该算法在检测精度和效率方面均具有较高的优势,可为超超临界锅炉的安全运行提供可靠的技术支持。

1000MW超超临界锅炉水冷壁壁温计算

采用分区计算简化大容量高参数超超临界锅炉炉内辐射、对流传热模型,研究炉膛水冷壁热负荷及壁温的空间分布情况,并与试验数据进行了对比,计算结果与试验值之间的偏差较小,最大为5.72%.该模型与算法可给出不同锅炉负荷条件下,水冷壁壁面热负荷与壁温沿炉膛宽度方向的分布规律.结果表明,水冷壁热负荷与壁温均呈现出中间高两端低的弧形分布.四角切圆燃烧锅炉火焰位置对炉内传热有很大影响.模拟计算可为超超临界锅炉的运行提供参考,预测了在材料允许温度范围内,火焰中心偏斜最大不超过2 m.

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。