600MW超临界“W”火焰锅炉灵活性改造研究

火电灵活性改造已成为消纳新能源的重要手段。本文以某600MW超临界“W”火焰锅炉为例,介绍了超临界“W”火焰锅炉灵活性改造研究,主要包括最低稳燃负荷试验、存在的问题、灵活性改造方案、改造效果,并对灵活性改造项目进行了财务评价。通过灵活性改造,机组深度调峰能力由42.5%额定负荷降至30%额定负荷,新增75MW深度调峰调节能力,项目资本金内部收益率为10.31%,效益显著,可以为同类机组的改造提供参考。

600 MW超超临界“W”型火焰锅炉SNCR脱硝的数值分析

基于Fluent平台,对某600 MW超超临界“W”型火焰锅炉在100%、75%、50%负荷下的SNCR脱硝进行数值模拟研究,获得的SNCR反应区域温度场、NO浓度变化、NH_(3)浓度变化等计算值作为设计依据,在应用中与实测数据吻合较好,说明计算是合理的,验证了SNCR数值模拟的有效性和准确性。不同运行负荷下分别投运对应层的SNCR脱硝喷枪,均能保证还原剂在炉膛中的覆盖率,确保气氨与NO_(x)均匀混合、迅速反应,脱硝效率、NO_(x)排放浓度、氨逃逸量满足性能考核指标的要求;实际运行时,投运的喷枪可根据锅炉负荷实际情况进行调整、组合使用。

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。

600MW超临界W火焰锅炉无烟煤燃烧NO_x释放规律研究

针对600 MW超临界W火焰锅炉,对炉内劣质无烟煤燃烧和NOx释放规律进行数值模拟,研究了煤粉浓度、一次风速及前后墙配风方式对炉内NOx释放规律的影响。结果表明:提高煤粉浓度可显著降低炉膛出口NOx排放,在锅炉负荷允许范围内,与常规浓度相比,NOx排放量可降低42%;合理选择前后拱一次风速可有效控制炉内NOx生成,存在最佳一次风速;炉膛前后墙配风方式对炉内火焰对称性影响较大,而对NOx生成量影响不大。

低质量流速优化内螺纹管的传热特性试验研究

在亚临界、近临界及超临界压力区,对600MW超临界W火焰锅炉水冷壁中垂直上升低质量流速优化内螺纹管的传热特性进行了试验研究,得到了不同运行工况下内螺纹管的壁温分布,分析了压力、外壁热流密度、质量流速对传热特性的影响。结果表明:低质量流速优化内螺纹管具有良好的传热特性,能够有效避免膜态沸腾;在亚临界压力区,压力与热流密度的增大以及质量流速的减小,均会导致干涸提前发生和干涸后的壁温飞升值增大。与亚临界压力区相比,内螺纹管在近临界压力区的传热特性变差,随着压力的增大,管壁温度显著升高,发生传热恶化时的临界干度减小。在超临界压力区,内螺纹管在拟临界点附近出现了传热强化;压力越接近临界压力,传热强化越明显;压力与热流密度的增大以及质量流速的减小均会导致壁温增大。

国产600MW超临界压力锅炉炉膛安全监控系统调试与改进

介绍了华能沁北电厂国产600MW超临界压力锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)在设计和调试过程中遇到的一些问题,并给出了解决方法。实施后,系统更为合理适用,实际运行效果良好。

600MW超临界W火焰锅炉流动不稳定性数值分析

建立了适用于超临界锅炉流动不稳定性分析的通用数值计算模型,编写了以Fortran语言为基础的流动不稳定性数值计算程序,对程序进行验证后,采用时域法对600 MW超临界W火焰锅炉的流动不稳定性进行了模拟。计算得到了W火焰锅炉的水动力特性曲线,并研究了系统参数对其动态流动不稳定性的影响。结果表明：该模型对模拟超临界水流动不稳定性具有一定的可靠性;在0.09~0.3kg/s的流量参数范围内,压降-流量特性曲线始终为单值关系,静态流动不稳定性不会发生;当进口压力由25MPa增大到27MPa或进口流量由0.091kg/s增加到0.1kg/s时,流量脉动的振幅逐渐减小,表明增加进口压力或进口流量锅炉的稳定性提高;当进口阻力系数由10减小到0.5或出口阻力系数由1增大到5时,流量脉动的振幅逐渐增大,表明减小进口阻力系数或增大出口阻力系数锅炉的稳定性降低。

超临界锅炉劣质无烟煤燃烧NO_x释放特性的数值模拟

针对600 MW超临界W火焰锅炉,通过数值模拟的方法研究了煤粉浓度和燃烬风对劣质无烟煤燃烧NOx释放特性的影响。结果表明,NOx主要在煤粉燃烧前期距一次风喷口2～4 m处大量生成,选择合适的煤粉浓度,炉内NOx最大值可下降16.5%;与常规浓度相比,高浓度煤粉燃烧可有效降低炉膛出口NOx排放;燃烬风对炉内各物质含量及NOx的生成影响显著,燃烬风率由6%增加到15%,炉膛出口NOx排放量由756.0 mg/m3下降到502.9 mg/m3。

大容量超临界和超超临界压力锅炉炉膛传热公式

分析了以两个平行平面辐射换热公式作为蒸汽锅炉炉内火焰对四周水冷壁进行辐射传热计算方法仍是基本公式,推导出一维(横截面的径向)的辐射能在从炉膛中心向四周壁面传递时因火焰介质的吸收、自身辐射和散射作用造成的辐射强度的减弱,并在此基础上得出考虑了辐射能沿截面方向从炉膛中心向四周壁面减弱后的炉内辐射传热公式。以该公式和现有某些计算方法,对超临界和超超临界的大型煤粉电站锅炉在燃用含灰量不同的3种典型烟煤时分别进行了炉膛出口烟温的计算,和有关方法进行了比较,分析了这些方法存在的不足。

600MW超临界“W”型锅炉机组主蒸汽温度低的分析及处理

大唐华银金竹山火力发电分公司3号锅炉是世界首台600 MW超临界燃用无烟煤的"W"型火焰锅炉机组。投运后锅炉在短时间内连续发生5次高负荷、投自动协调时主蒸汽温度低的问题,造成机组被迫降负荷甚至停运。其主要原因为:原给水自动策略以磨煤机入口容量风代表煤量计算煤水比,以汽水分离器出口蒸汽焓值作为修正,而风煤比不确定性和焓值代表性不够,给水自动可靠性不高;实际给水自动控制策略选择汽水分离器出口温度作为控制对象,反映比较缓慢,易误判。通过优化现有给水控制策略,在逻辑中设定不同负荷下的给水流量和水冷壁壁温控制值,当启停制粉系统时增加电负荷前馈、减弱煤水比前馈,以及规范操作等措施,解决了这一问题。

2070t/h超临界对冲火焰锅炉飞灰含碳量偏高原因分析

针对湖南某电厂2 070t/h超临界对冲火焰锅炉燃用运行煤种出现的飞灰含碳量偏高的现象,对其锅炉进行了热态调整试验,研究了炉膛氧量、负荷、燃尽风量和煤粉细度的变化对飞灰含碳量的影响。研究结果表明,炉膛氧量、负荷、燃尽风量和煤粉细度的变化对飞灰含碳量有较大影响。负荷增加、煤粉细度减小,飞灰含碳量降低;燃尽风量和炉膛氧量过低或过高都会使飞灰含碳量升高,运行中炉膛氧量和燃尽风量存在一个最佳值;而且,燃尽风对飞灰含碳量的影响与负荷有关。依此对该锅炉运行进行优化调整,使飞灰含碳量降低到4.5%以下。

超临界600MW机组“W”型火焰无烟煤锅炉低温过热器超温原因分析

大唐华银金竹山火力发电分公司超临界600MW机组燃用无烟煤的"W"型火焰锅炉在调试中出现低温过热器管壁超温现象,分析认为其主要为锅炉低负荷运行时氧量过盈,炉膛温度低,再生油燃烧不良,含煤粉的可燃物质在炉膛内未充分燃尽并在尾部低温过热器处积聚引起轻微的二次燃烧所致。为此,通过采取控制燃烧风量、加强吹灰等措施后,锅炉在燃用设计的金竹山劣质低挥发分无烟煤时低温过热器管壁温度可控制在460℃以内,其超温问题得到有效地解决。该措施对超临界600MW机组燃用无烟煤的"W"火焰锅炉设计、运行具有实际指导意义。

超临界600MW机组W火焰锅炉特性分析

W火焰锅炉用于燃用无烟煤及难燃煤种,目前已投运的W火焰锅炉均采用亚临界参数、垂直管屏。超临界600 MW机组锅炉一般采用螺旋管带水冷壁布置,在设计制造上有较大困难。对此,采用低质量流速及优化内螺纹管技术,可应用于垂直管屏超临界参数W火焰锅炉。

超临界“W”火焰锅炉水冷壁的优化设计

阐述了超临界"W"火焰锅炉水冷壁的优化设计。针对超临界锅炉垂直管屏水冷壁运行中出现的热偏差较大和必须降低流动阻力的要求,以及"W"火焰锅炉由于炉型结构和水冷壁系统复杂,不便于采用螺旋管圈和炉内热负荷分布复杂的问题,根据实际运行数据、试验数据以及计算数据,论证了提高超临界"W"火焰锅炉性能的主要技术措施。包括:改进现有"W"火焰炉型结构,提高"W"火焰炉型对超临界压力下工质热物性的适应性能,避免现有2种炉型运行缺陷的叠加,掌握热负荷分布变化和水冷壁流量分配的一致性关系,控制水冷壁出口的温度和温度偏差,改进正流量补偿特性对水冷壁工质温度偏差的抑制作用的有限性,采用优化内螺纹管垂直管屏水冷壁和低质量流速等。

600MW超临界W型火焰无烟煤锅炉调试技术与实践

介绍了某电力公司600MW超临界W型火焰无烟煤锅炉的设计特性、主要系统,以及调试过程。调试中采用稳压和降压相结合的吹管工艺,提出了劣质无烟煤燃烧技术和锅炉干湿态转换判据,确定了锅炉干湿态转换点、锅炉亚临界压力转超临界压力时的分离器压力,等等。对试运中存在和处理的一些问题进行了分析。总结试运过程的经验,对我国W型火焰超临界锅炉的发展有较大意义。

镇雄600MW超临界锅炉“W”火焰无烟煤燃烧系统的设计和开发

对镇雄电厂600 MW超临界燃煤机组"W"火焰无烟煤燃烧系统的设计特点进行了分析,结合炉膛燃烧器模化试验,指出了燃煤发电机组的超临界"W"火焰无烟煤燃烧系统设计中存在的有关问题。

新型煤粉燃烧器的燃烧机理分析

分析了国内超临界和超超临界锅炉采用的几种新型煤粉燃烧器的燃烧机理。主要特点是采用多级配风技术灵活控制燃烧器出口的煤粉火焰燃烧过程;实现着火初期低氧燃烧和火焰内NOx还原技术;在旋流式燃烧器内采用煤粉浓缩技术和环形齿状稳燃器或直流过渡风,在喷口附近煤粉气流着火初期,加强热烟气回流和维持高温及低氧燃烧,促进挥发分析出过程中的NOx还原,并实现快速着火和低负荷稳定燃烧;在A-PM型直流式燃烧器上采用带扩压管的缩放型小喷口结构,增强稳燃能力和维持高温和低氧燃烧,促进NOx还原,并均衡火焰温度,降低水冷壁的热负荷;设置可调节燃尽风进一步提高炉内脱氮效果和提高燃烧效率等。

W火焰锅炉狭缝式燃烧器燃烧特性研究

以国内首台自行设计制造的超临界600MW机组W火焰锅炉为例,应用Fluent软件研究不同负荷下炉内燃烧过程中速度场、温度场、CO浓度场、O2浓度场的分布情况,分析了负荷变化对炉内燃烧稳定性的影响,得出不同负荷下W火焰锅炉的燃烧特性,以及低负荷下易产生水冷壁、冷灰斗结渣及爆管的位置,为同类锅炉设计、运行和改造提供参考。

600MW超临界W型炉少油点火技术及运行分析

无烟煤宜采用W型火焰燃烧方式,但由于无烟煤挥发分低,无法采用等离子点火技术,为在启动和低负荷阶段节油,600MW超临界W型火焰炉采用双强少油点火技术,因此需对原燃烧系统进行改造,并对控制逻辑进行修改。采用双强少油点火技术燃烧稳定,满足机组启动稳燃要求,节约大量燃油,并可在点火初期投入电除尘器,福溪电厂的改造经验可为同类型机组的改造及运行提供参考。

燃用无烟煤的660MW超临界机组锅炉选型技术经济分析

随着四川白马600MW超临界CFB示范工程顺利投产,燃用无烟煤的660MW超临界机组在锅炉选型时除W火焰锅炉,又有了新的选择。以正在开展前期工作的某电厂项目为例,对燃用无烟煤的锅炉选型从技术经济角度进行了分析比较,从而为决策者提供参考。