700℃锅炉热偏差优化数值模拟研究

为了解决切圆锅炉存在的热偏差问题,利用商用FLUENT软件对一台700℃Π型四角切圆机组进行数值模拟研究,主要在燃尽风反切的基础上通过调节相邻两个角燃尽风风门开度以及燃烧器上摆角度的手段,来对存在于炉膛内的热偏差进行优化;模拟结果表明燃尽风反切25°后,炉膛出口截面热偏差降低到了48 K左右;在燃尽风反切基础上,工况5增大1、4两角燃尽风风门开度,炉膛出口截面热偏差降低到将近35 K,将近降低了13 K;在燃尽风反切基础上,工况7燃烧器上摆5°,炉膛出口截面热偏差降低到了10 K左右,将近降低了38 K。

700℃四角切圆П型锅炉烟温偏差优化控制

为了研究700℃锅炉的烟气热偏差特性,采用计算流体力学的方法对1台700℃等级四角切圆П型锅炉展开数值模拟研究。基于商用的CFD软件,分析了700℃锅炉的烟气热偏差特性和形成机理,研究了燃尽风的反切和燃尽风的速度偏置对炉内速度场、温度场的影响,重点针对炉膛出口附近的速度分布和温度分布,进行烟气热偏差优化控制。结果表明:当分离燃尽风(SOFA)反切25°时,炉膛出口烟温偏差为63.23 K;相对于反切0°,烟温偏差的降幅达到51.43 K;当右侧SOFA风的速度与左侧SOFA风的速度比值为1.3∶1时,炉膛出口烟温偏差为39.31 K,相对于SOFA风没有偏置时,烟温偏差降低了23.92 K。

700℃先进超超临界锅炉SA-213T92水冷壁工地焊焊接工艺研究

介绍了700℃超超临界锅炉SA-213T92水冷壁工地安装焊接工艺可行性,通过模拟工地安装焊接工艺,了解SA-213T92水冷壁工地焊口组装、SA-387Gr91扁钢对接等可焊性工艺试验,试验结果证实SA-213T92管排工地安装是可行的。

700℃超超临界锅炉高温过热器再热器用Sanicro 25新材料焊接工艺研究

试验选用Alloy 617 mod镍基焊材为填充金属,焊接Sanicro 25奥氏体不锈钢管,通过了焊接接头的常温力学性能、高温短时拉伸性能、高温时效性能及高温持久性能试验。结果表明:焊接接头的常温、高温力学性能均满足相关标准的规定。

700℃超超临界锅炉再热器集箱选材分析

介绍了700℃超超临界锅炉再热器集箱候选的GH984G、HR6W铁镍基合金、617B和740H镍基合金等新材料性能。对选用HR6W、617B、740H大口径管制造的不同外径、不同设计温度的700℃超超临界锅炉再热器集箱进行了分析计算,分析了HR6W、617B、740H大口径管用于700℃超超临界锅炉再热器集箱的适用温度范围,提出了700℃超超临界锅炉各温度段再热器集箱选材建议。

700℃先进超超临界锅炉SA-213T92水冷壁埋弧拼排焊工艺研究

介绍了700℃先进超超临界锅炉膜式水冷壁候选用钢SA-213T92材料埋弧拼排焊的工艺性能,并通过多种焊接性、工艺性试验和模拟验证管排的埋弧拼排焊试验,了解SA-213T92埋弧拼排焊的焊接性和工艺性能,通过试验证实埋弧焊焊接工艺方法可用于SA-213T92膜式管排拼排制造。

700℃超超临界锅炉高温过热器再热器用GH984G新材料焊接工艺研究

试验选用740H镍基焊材为填充金属,焊接GH984G铁镍基高温合金,通过焊接接头的常温力学性能、高温短时拉伸性能及高温持久性能试验。结果表明:焊接接头的常温、高温力学性能均满足相关标准的规定;可考虑生产制造中免除焊后热处理,仅通过机组运行过程中进行自然时效,同样能满足该材料的使用要求;该材料可作为700℃先进超超临界锅炉高温过热器和再热器的重要候选材料。

700℃等级超超临界燃煤锅炉用金属材料应用分析

近年来,世界各国开始着力研发先进超超临界(A-USC)燃煤发电技术,A-USC锅炉设计参数显著提高,其设计温度和压力已经分别达到700℃和35 MPa,对金属材料的高温强度、抗氧化性、抗腐蚀性及焊接性能等提出较高的要求。针对世界各国相继开展的A-USC机组研究项目,本文介绍了各国重点研究的700℃等级A-USC锅炉过(再)热器及高温蒸汽管道可采用的Inconel617、Haynes230、Inconel617B、Nimonic263及Inconel740等镍基高温合金的组织结构、性能及国内外研究进展,并对上述各部件选用镍基合金提出建议,供相关材料研究人员参考。

700℃超超临界对冲燃烧螺旋管圈锅炉水动力计算与壁温安全性分析

为了确保具有较高受热面温度的700℃超超临界锅炉的可靠运行,基于非线性流动网络系统模型,开发出超超临界锅炉水动力计算程序,将同类型锅炉的程序计算结果与电厂实炉数据进行比较,验证了程序的正确可靠性。根据700℃超超临界对冲燃烧螺旋管圈锅炉的结构布置特点,将水冷壁管和各类集箱分别等效成流量回路和压力节点,计算得出在锅炉最大连续蒸发量(BMCR)、50%BMCR和30%BMCR负荷时的水冷壁压降、流量分配、炉膛出口工质温度分布及壁温沿炉膛高度方向的变化趋势。结果表明:各负荷工况下水冷壁金属壁温均在材料允许范围内,该采用螺旋管圈布置的700℃超超临界对冲燃烧锅炉的水动力安全可靠。

700℃先进超超临界锅炉候选合金GH984G的热拉伸行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机对GH984G合金在应变速率为1s^(-1)、温度在1000~1175℃范围内进行了热拉伸试验,并对拉伸后试样断口及轴向显微组织进行了分析,以评估GH984G合金的热拉伸行为。结果表明:GH984G合金在1000~1175℃拉伸时具有良好的塑性,断面收缩率均≥85.4%,在1100℃时塑性最好,断面收缩率为96.2%;合金在不同温度下的拉伸断口均发生了明显的截面颈缩现象,断口缩减量、单位面积内韧窝及孔洞数量均随着温度的升高而逐渐增加,温度升到1100℃时,断口缩减量、单位面积内韧窝及孔洞数量最大,塑性最佳。温度进一步升高,断口缩减量、韧窝及孔洞数量开始缓慢减小,温度超过1150℃时,明显减小,塑性下降;合金的动态再结晶面积分数随温度的升高而逐渐增加,温度在1050~1200℃时发生了完全动态再结晶。拉伸应变速率为1s-1时,GH984G合金最佳的热变形温度范围为1050~1175℃。

700℃四角切圆锅炉炉膛出口烟温偏差优化研究

针对700℃四角切圆锅炉炉膛出口存在的热偏差问题,利用FLUENT软件对锅炉进行三维模拟,探究四角切圆锅炉的炉膛出口截面烟温偏差成因及机理,并通过改变燃尽风(OFA)反切角度和燃尽风的风门开度,研究其对炉膛出口烟气速度与烟气温度偏差的影响。结果表明:炉膛出口烟温偏差主要是由于炉膛内存在的旋转残余造成的;合理的燃尽风反切角度能够降低炉膛出口烟气速度和烟气温度偏差,当燃尽风反切角度为30°时,炉膛出口烟温偏差降低89.14 K;同时在燃尽风反切基础上改变燃尽风的风门开度,能够十分有效地削弱炉膛出口烟温偏差,增大1号角燃尽风风门开度能最大程度降低炉膛出口烟温偏差,降低后炉膛出口烟温偏差为35.07 K。

700℃煤电机组锅炉炉内烟气侧热偏差的抑制

700℃超超临界锅炉蒸汽参数高,热强度大,要求热偏差尽量小,所以需要确定700℃超超临界锅炉炉内热偏差的优化方法。初步设计了炉膛尺寸,用GAMBIT软件建立了几何模型并进行了网格划分,选取影响其炉膛出口烟气热偏差的3个主要因素:一、二次风入射角度、燃尽风反切角度以及燃尽风率。设计了3因素3水平正交试验表,对正交试验表中的9个工况进行了模拟计算,并对模拟结果进行了极差分析和方差分析,结果表明:燃尽风反切角度和一、二次风入射角度对炉膛出口烟气热偏差影响为高度显著因素,且燃尽风反切角最显著,燃尽风率为显著因素。进一步研究后得出:当一次风偏转2°、二次风偏转17°、燃尽风反切25°、燃尽风率为0.40时,炉膛出口的烟气热偏差最小,此时的烟气热偏差值仅为8.30 K。

C-HRA-1镍基合金焊接接头的高温长期性能研究

叙述了C-HRA-1材料焊接接头的时效态常温力学性能、高温持久试验。试验结果表明,国产焊接材料用于C-HRA-1焊接接头满足使用条件;该材料的焊接工艺技术工作具备了该材料的使用技术准备。

C-HRA-1镍基合金的焊接工艺性能研究

试验选用2种国产镍基焊材为C-HRA-1镍基高温合金管的焊接接头填充金属,采用手工氩弧焊和热丝TIG焊2种焊接方法,对C-HRA-1进行了焊接试验,了解了C-HRA-1镍基合金的焊接性能及焊接接头的力学性能。初步掌握了C-HRA-1镍基合金的焊接工艺,为700℃先进超超临界锅炉打下了基础。

ALLOY 617B焊接接头焊态和热处理态的微观组织研究

试验采用扫描电镜和透射电镜观察了ALLOY 617B焊态和热处理态2种焊接接头的微观组织。试验结果表明:焊态试样为奥氏体组织,晶界无析出相;热处理态试样为奥氏体组织,晶界析出块状析出相,晶内析出少量细小的球形析出相和细小的针状析出相,衍射斑点标定表明,晶界块状的析出相为M23C6相,晶内球形的析出相为γ′相,晶内细小的针状析出相为M23C6。