首台600MW超临界W火焰锅炉水动力特性计算及分析

为校核锅炉水冷壁的安全与可靠性,采用锅炉水动力特性程序,将现场运行参数作为初始值,对世界首台设计并在某电厂投运的600 MW超临界W火焰锅炉的水冷壁流量分配和出口工质温度进行了计算,并将结焦工况与无结焦工况的水动力特性进行了对比。水冷壁出口工质温度的计算结果与实炉数据在总体数值和分布趋势上比较符合,表明所采用的程序可适用于实际工程。计算结果表明:采用了低质量流速优化内螺纹管垂直管屏技术的下炉膛回路流量分配呈现良好的正响应特性,而采用光管的上炉膛回路流量分配呈现负响应特性。与无结焦工况相比,结焦工况下下炉膛侧墙与翼墙回路的质量流速有所降低,所有回路出口工质温度均降低。

350MW超临界锅炉水冷壁管表面网状裂纹失效分析

为了保证超临界锅炉的安全稳定运行,文中借助OM、SEM、EDS、XRD等手段对350 MW超临界锅炉水冷壁管基体成分、物相构成和表面网状裂纹的形貌、物相构成等进行分析。试验结果表明:该电厂锅炉水冷壁管壁表面网状裂纹位于水冷壁管与其鳍片之间的焊缝区,起裂源为焊缝中靠近熔合线的柱状晶晶界,裂纹沿柱状晶晶界扩展,裂纹界面有S元素富集,属于典型的焊接热裂纹;起裂原因主要是焊接内应力较高,应在焊接过程中应采取适当工艺措施降低焊接应力,防止焊接热裂纹的产生。

三次风率对600MWe超临界W型火焰锅炉炉内空气动力场的影响

为摸清引进的采用斗巴(Doosan Babcock)技术制造的超临界机组W型火焰锅炉炉内空气动力特性,在1∶20冷态模化试验台上对一台近期投产的600MWe超临界机组W型火焰锅炉进行了三次风率为0%、6%和12%的冷态空气动力场试验。三个风率下炉内流场均出现偏斜现象,表现为后墙侧下行气流折转上行明显早于前墙侧,横截面上竖直速度分量、下行气流衰减及气流无量纲穿透深度在前、后墙侧均呈不对称分布。随三次风率加大,流场偏斜程度增强,前后墙侧下行气流无量纲穿透深度均减少,但后墙侧下行气流速度衰减明显快于前墙侧。

HR3C钢在模拟燃用高硫煤锅炉环境中的高温烟气腐蚀行为

在模拟燃用贵州六枝高硫煤的650,700℃下烟气/煤灰腐蚀环境中,对超超临界机组锅炉用HR3C钢进行了600h的烟气腐蚀试验。通过腐蚀动力学曲线、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、拉曼光谱(Raman)等研究了HR3C钢的高温烟气腐蚀行为及腐蚀产物生成机理。结果表明:随着温度升高,HR3C钢腐蚀速率加快;650℃腐蚀以高温氧化为主,基体表面形成一层致密的保护性氧化膜,其主要成分是Cr2O3与Fe2O3的混合物;温度升高至700℃,腐蚀产物由单层结构转化为双层结构,外层富含Fe,内层富含Cr;HR3C钢在700℃发生一定程度的低温热腐蚀,但腐蚀速率低于国外报道结果,仍具有良好的抗烟气腐蚀能力。

超超临界锅炉烟气环境中S31042、S31035、C-HRA-5奥氏体耐热钢热腐蚀行为研究

为研究超超临界锅炉过热器候选材料在高温烟气环境下的腐蚀行为,开展了3种奥氏体耐热钢S31042、S31035、C-HRA-5暴露于实验室模拟燃煤锅炉烟气中的热腐蚀试验。试验包括650、675、700、725℃4个温度,试样表面有无涂覆、涂覆真实煤灰、涂覆腐蚀性模拟煤灰3种工况,试验时长为500 h。通过试验研究获得了3种材料的腐蚀动力学曲线,采用XRD、SEM和EDS对材料的腐蚀行为进行了分析,并对比了3种材料的耐腐蚀性能。结果表明:在无涂覆和涂覆真实煤灰工况下,3种材料均表现出优秀的抗氧化和腐蚀能力;在涂覆腐蚀性模拟煤灰工况下,材料腐蚀加剧,腐蚀产物分层;不同表面工况下温度的影响有所不同;S31042材料的耐腐蚀性能最强,S31035和C-HRA-5材料相当。

600MW超临界直流锅炉降压吹管分析

结合华能上安电厂600 MW超临界空冷燃煤机组的设备情况,介绍直流锅炉降压吹管方式及相关参数的确定,以及锅炉吹管工艺及流程,并指出吹管时应注意的问题。

超临界机组“氨水、联氨钝化烘干+真空干燥”停炉保护

某超临界机组采用"热炉放水余热烘干"或"成膜胺"停炉保护方法不能有效控制锅炉停用腐蚀,对此提出了"氨水、联氨钝化烘干+真空干燥"的停炉保护方法。实际应用结果表明,该方法在冷态冲洗的第1个小时,启动分离器处铁的含量分别为125、310μg/L;在整个冷态、热态冲洗过程中,同时间段的水质均优于热炉放水余热烘干方法,冲洗时间也较热炉放水余热烘干方法减少一半,节约了大量的除盐水及燃料。另外,在机组起动前对锅炉部分联箱进行了探测,未发现积水和二次浮锈,防腐效果明显。

三次风摆角影响W火焰锅炉低负荷燃烧及NO_(x)排放特性的试验研究

为优化锅炉燃烧系统和运行,采用工业试验方法研究三次风摆角(0°、15°和25°)变化对一台采用多次引射分级燃烧技术的350 MW超临界机组W火焰锅炉低负荷下燃烧及NO_(x)排放特性的影响,旨在得出最佳的三次风摆角。测量参数包括浓煤粉气流着火特性,下炉膛温度分布,近燃烧器区域和近三次风区域的烟气组分浓度,炉膛出口飞灰可燃物含量和NO_(x)排放浓度。研究表明:三次风摆角由0°增大到15°时,下炉膛火焰温度及燃烧器区域温度升高;浓煤粉气流着火距离由2.40 m缩短至2.07 m;靠近燃烧器区域O_(2)浓度减小,CO和NO浓度增大;靠近三次风区域NO浓度减小。三次风摆角为15°时,在燃烧器下方区域,O_(2)浓度低至8.5%,而CO浓度高达2619μL/L,NO浓度达到452μL/L;飞灰可燃物含量最低,为4.83%。三次风摆角由15°增大到25°时,下炉膛火焰中心降低,冷灰斗区域温度升高;飞灰可燃物含量明显升高,达到5.72%。三次风摆角变化对NO_(x)排放浓度影响较小,NO_(x)排放浓度在660~681 mg/m^(3)(6%O_(2))之间,综合考虑煤粉着火、燃烧和NO_(x)排放特性,推荐最佳三次风摆角为15°。

350MW超临界煤粉锅炉全燃准东煤的运行优化研究

为解决全燃准东煤受热面结渣、沾污等问题,在350 MW超临界煤粉锅炉上进行了准东煤掺烧高岭土混烧试验,累计运行397 d,各项参数指标均满足锅炉稳定运行要求。掺烧后进行了120 h热态调试,改善了锅炉掺烧后的运行状态,确定了锅炉310 MW最优工况下运行氧量应维持在2.8%~3.2%。研究指出在高负荷运行时优先使用5台磨煤机同时运行,且各磨煤机给煤量应该按照上层磨煤机小、下层磨煤机大的正宝塔形分布。提出在综合考虑NO;排放时,应尽量降低燃尽风层风箱开度,维持二次风上小下大的正宝塔形配风方式。通过掺烧高岭土和热态调试,实现了350 MW超临界锅炉全燃准东煤。

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℃。

超临界600MW等级机组起停能耗估算

通过对超临界600MW等级机组起停状态的调研与分析,得出600MW等级机组在冷态、温态、热态、极热态起动耗时分别为350、155、60、50min以上。以某台东锅-哈汽配置的超临界600 MW机组75%出力系数为基准,给出了机组起动消耗100t煤、100t汽、10t油折算成对全月和全年发电煤耗的影响量,并通过该单位影响量对机组各起、停状态下的能耗进行了分析估算。结果表明:该机组冷态、温态、热态单次起、停的能耗量按75%出力系数折算到对全月时发电煤耗的影响分别为3.30、1.4～1.9、1.10g/(kW.h),其厂用电率分别为0.08%、0.06%、0.014%;折算到全年时分别为0.28、0.12～0.16、0.09g/(kW.h),其厂用电率分别为0.007%、0.005%、0.001 2%。

超临界锅炉省煤器旁路复合热水再循环提升SCR入口烟温技术应用研究

大部分机组深度调峰期间,脱硝装置入口烟温偏低,无法满足脱硝装置投运要求,介绍热水再循环与省煤器给水旁路联合系统在680 MW超临界机组上的应用。单独投运省煤器给水旁路时,选择性催化还原(Selective Catalytic Reduc⁃tion,SCR)入口烟温最大提升幅度为15℃左右;联合投运热水再循环与省煤器给水旁路后,SCR入口烟温可提升30℃左右,维持一定的热水再循环流量,每增加省煤器给水旁路流量100 t/h,SCR入口烟温可升高约10℃。在30%锅炉最大连续蒸发量(Boiler Maximum Continuous Rating,BMCR)负荷工况下,脱硝装置入口烟温由274℃提高至303℃,确保脱硝装置在深度调峰期间的安全稳定运行。

600MW超临界机组无炉水循环泵热态启动分析

国电费县发电有限公司1号600 MW超临界机组锅炉在热态启动过程中,发现炉水泵电机轴承磨损导致马达故障,不能参与机组正常启动,为此尝试了无炉水循环泵热态启动方案。通过分析启动过程中存在的危险点,提出了运行控制注意事项及调整要点,在机组启动过程中优化控制锅炉给水流量、风量、燃料等参数及启动速度,成功实现了600 MW超临界锅炉无炉水循环泵热态启动。

微油点火在W型火焰锅炉热一次风道的研究与应用

提出采用燃油对制粉所需热风直接加热的技术,解决机组冷态启动时热一次风长时间不能满足制粉系统启动的问题(即冷炉制粉启动方式)。采用该技术能实现机组冷态启动时锅炉提前投粉,减少机组启动耗油,节约启动成本。

660 MW超超临界锅炉过热器热腐蚀泄漏原因分析

为降低660 MW超超临界锅炉过热器管因热腐蚀原因产生的泄漏次数,保证机组长期稳定运行。针对景德镇电厂锅炉在运行过程中发生过热器区域弯头腐蚀减薄和泄漏现象,利用机组停机时对1号锅炉后屏过热器泄漏管试样进行了宏观外貌检查、化学成分分析、金相分析、能谱和形貌分析、室温拉伸试验等综合试验分析,并根据试验结果进行原因分析及同屏过热器不同管材腐蚀情况对比,有针对地提出相应的防范措施。结果表明,后屏过热器属于热腐蚀泄漏,在采用同行业内通用的运行调整措施,腐蚀现象无明显改善,采用管材升级,将过热器管材由TP347H升级为HR3C后,可避免运行中后屏过热器烟气温度在700℃左右的高温热腐蚀,有效地防止后屏过热器管材腐蚀失效,提高其抗腐蚀性能及使用寿命,达到保证机组长期稳定运行的目的。

350MW超临界直流锅炉冲洗方式优化

呼和浩特热电厂350MW超临界机组直流锅炉启动时对水质要求极高,因此在冷、热态冲洗时耗水量大,冲洗过程水温不足,而且除盐水箱水位低,无法满足锅炉正常启动要求。对此提出机组启动前将除盐水箱保持较高水位等优化措施。优化后的锅炉冲洗方法既节约了除盐水用量,又缩短了冲洗时间,效果良好。

少油点火系统在超临界“W”火焰锅炉的应用

介绍一种少油点火系统在贵州超临界"W"火焰燃烧锅炉上的首次应用。介绍了少油点火系统及其原理,分析了少油点火系统在锅炉启动过程中出现的问题并提出了具体的解决方法,为同类型锅炉应用少油点火系统提供了宝贵的经验。应用结果表明,节油效果显著。少油点火系统对超临界"W"火焰燃烧锅炉水冷壁安全的影响需要进一步摸索。

超临界锅炉热一次风加热器改造对排烟温度的影响分析及应用

分析锅炉热一次风加热器技术对排烟温度的影响,提出该技术的应用方案,解决燃煤电站超临界锅炉混煤掺烧排烟温度高的问题。对比改造前、后同工况、近参数的运行数据,计算锅炉余热。结果表明,改造后热一次风加热器可降低机组供电煤耗率约2.3 g/kWh,单台机组每年可节约1万吨标准煤,以期为锅炉解决排烟温度高现象提供参考。

超临界W火焰锅炉性能研究与实践总结

本文对已投产的5台超临界W火焰锅炉的运行情况进行分析,并对水冷壁易出现的超温拉裂受损的现象进行了研究,针对水冷壁存在的问题,提出切实有效的解决措施,对超临界W火焰锅炉的安全经济运行具有重要意义。

国产超临界机组的吹管工艺浅析

对国产600MW超临界直流锅炉的蒸汽吹管的范围、方式、工艺流程和吹管质量验收标准进行分析,并选择了蒸汽吹管的运行参数。蒸汽吹管分两个阶段,第一阶段为稳压吹管,第二阶段为稳压及降压联合吹管。吹管效果良好,达到了预期的效果,超临界直流炉采用稳压和降压联合吹管取得成功。