超超临界1000MW机组锅炉结焦原因分析及对策

针对邹县电厂超超临界1 000 MW机组锅炉屏式过热器结焦问题,结合锅炉结构特点、燃煤特性及实际运行情况分析了结焦原因,提出了严格控制煤质、加强炉膛吹灰、保持合理的一次风速、降低火焰中心高度等运行优化调整措施。同时,建议在锅炉设计阶段就应重视分割屏入口烟温的控制和结焦问题。

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℃。

600MW超临界锅炉膜式水冷壁的热应力分析

建立了超临界锅炉膜式水冷壁的热应力场有限元计算模型。结果表明,鳍片限制管壁变形从而在接触面产生热应力,最大热应力值为1.301 GPa,而在水冷壁管的向火侧可自由膨胀导致此处的热变形最大,最大变形量为0.306mm;水冷壁最大热应力随管壁厚度的增大而增大,而随鳍片厚度的增大反而减小,厚度每增加1mm,最大热应力变化量分别为30MPa和40MPa,水垢厚度对水冷壁最大热应力的影响较小。

超超临界锅炉水冷壁管传热恶化对横向裂纹影响的有限元分析

为研究不同传热条件下水冷壁管的温度及热应力分布特征,以某1 000 MW超超临界锅炉水冷壁管为对象,建立了水冷壁管的三维有限元模型,分正常传热和传热恶化2种情况进行了计算。计算结果显示,向火侧壁面热负荷、管内传热系数对传热恶化后的温度和热应力有显著影响,在尚未达到屈服前,水冷壁管的热应力与温度基本呈线性关系。传热正常时,水冷壁管鳍片处温度和热应力值大于水冷壁管向火侧顶点相应值,而向火侧顶点发生破坏的可能性较小;在传热恶化时,水冷壁管向火侧顶点的温度和热应力迅速增大,并明显高于水冷壁管鳍片处,传热恶化的反复出现引起的交变应力最终导致水冷壁管横向裂纹的产生。

超超临界锅炉炉内燃烧过程的数值模拟

采用计算流体力学软件PHOENICS,选择合理的数学模型,对1台1000 MW超超临界单炉膛双切圆煤粉炉内的燃烧过程进行数值模拟,着重研究了单炉膛双切圆燃烧特性、炉内焦炭燃烧特性及NO生成特性。结果表明:燃烧器前后墙布置导致炉内气流呈椭圆形,NO生成总体水平较低,焦炭燃尽效果较好,但在炉膛高度方向40 m以上的区域,烟气高温区及大量未燃尽焦炭偏向前墙附近,且未燃尽焦炭在辐射屏区逐渐燃尽。针对这一问题提出了解决方案,结果表明:改进后的工况明显提高了焦炭的燃烧速度,使其在屏区以下基本燃尽,NOx排放量也有所降低。

超(超)临界锅炉机组高温氧化案例分析与启示

通过分析影响高温氧化的各项因素,研究了2013年国内600 MW以上等级超(超)临界锅炉机组高温氧化的典型实例。从材料、温度及介质3个方面对锅炉高温氧化及氧化皮剥落的影响进行了梳理和总结。研究发现:1 TP347H材质在晶粒度较低的情况下抗水蒸气氧化性能差;2存在汽温欠温问题的锅炉,往往也容易出现氧化皮早期剥落的问题;3制造厂家给出的壁温控制报警值不能有效指导电厂运行控制以防止氧化皮带来的问题;4锅炉采用的给水加氧处理工艺与氧化皮大面积剥落没有直接关联。最后,提出了今后高温氧化问题的研究方向和改进措施。

基于超超临界锅炉O_2/CO燃烧控制技术研究

为了确定最佳的燃烧工况,通过采集某电厂1 036 MW机组锅炉1个月运行数据分析,发现高负荷时烟气排放CO偏大,额定负荷时最大影响锅炉效率0.6%,导致供电煤耗增大,严重影响锅炉运行的安全性及效率。针对燃用设计煤及燃用混煤的锅炉,燃烧状态变化易造成燃烧不稳定及参数波动大、锅炉效率降低等问题,通过分析燃烧特性曲线,试图从反平衡计算出发,基于燃烧控制技术和自适应优化控制技术,通过寻优,实现各阶段负荷下锅炉效率最高、煤耗最低的燃烧工况。

600MW中速磨超临界锅炉主控系统改进及应用

针对中速磨制粉系统的大延迟,以及超临界锅炉燃烧系统固有的惯性、非线性及与其他系统的耦合性,设计了机组负荷指令对磨煤机风量的前馈控制,以克服制粉系统的大延迟;并通过对锅炉主控系统的分析,提出了充分利用锅炉主控系统的前馈控制,变参数、变结构的PID控制及与其他系统协同控制的方法,大大改善了锅炉主控系统的调节效果。

超临界锅炉过热器联箱管座断裂原因分析

针对超临界锅炉过热器联箱管座频繁出现开裂的问题,对典型的开裂管座宏观形貌、显微组织、力学性能以及断口微观形貌进行了分析,结果表明管座开裂是由于其在服役过程中承受了双向的弯曲循环载荷所导致的,这是超临界机组要加强监督的重点。

新建超超临界机组锅炉及系统的清洁技术

目前新建超(超)临界机组频繁发生投产后不久便出现汽轮机叶片受损、效率明显下降的情况,说明现有的锅炉和系统内残留异物清除工艺和技术存在局限性。介绍了传统的新建机组的化学清洗、吹管、洗硅及带旁路清洗等的工艺原理和作用及这些工艺的不足之处和改进方向。总结了外高桥电厂三期工程在调试期间对酸洗、吹管和带旁路清洗等工艺进行的改进和创新,包括干态吹管、带旁路清洗工艺优化、实施汽轮机启动前的带旁路高动量冲洗等,在机组的运行实践中均取得了满意的效果。

600MW超临界空冷机组锅炉燃烧调整试验研究

为提高锅炉运行安全与经济性,某电厂600 MW空冷机组进行了燃烧调整试验。详细研究了一次风配风均匀性、制粉系统挡板特性、运行氧量和燃尽风率对锅炉效率的影响。结果表明:煤粉随着分离器挡板开度增大和一次风量增加逐渐变粗;随着氧量降低,锅炉效率逐渐增大,额定负荷下氧量保持在3.0%左右最佳;随着燃尽风率降低,锅炉效率逐渐增大,NOx排放浓度逐渐增加。综合考虑锅炉效率、NOx排放浓度和屏过管壁金属温度,额定负荷下燃尽风挡板开度保持在75%左右最佳,此时NOx质量浓度为385.1 mg/Nm3。通过燃烧调整,锅炉效率提高0.45个百分点,调整后锅炉效率在93.15%以上。

350MW超临界循环流化床锅炉技术浅析

文中对350MWe超临界循环流化床锅炉的可行性、关键技术及辅助系统进行了分析。

660MW超临界锅炉降低NO_X排放的调整优化

本文介绍了NOX产生的条件、控制手段以及火力发电厂中降低NOX排放的技术。结合河北某电厂4号锅炉所进行的低NOX燃烧调整试验,说明了所采取的优化措施,以及在实际运行中所取得的较好的优化效果。对于火电厂降低NOx排放、运行方式优化和节能减排工作有着一定的参考价值。

超临界锅炉水冷壁管泄漏事故分析

某电厂超临界机组锅炉试运行过程中,同一根水冷壁管在不同位置发生三次泄露,通过对破口宏观形貌、焊接质量、管子材质、金相组织分析均未找到泄露原因,通过安装壁温测点,发现运行中事故管壁温高于相邻管,通过对温差分析确认事故管内存在异物,异物阻碍介质流通是管子泄漏的直接原因。

600MW超临界循环流化床锅炉水冷壁热应力分析

为研究超临界循环流化床锅炉水冷壁的变形问题,在实炉测量某600 MW超临界循环流化床锅炉炉膛水冷壁壁温分布的基础上,采用数值模拟方法对距离布风板30m高度处4.6m×2m区域的水冷壁管进行了热应力分析。结果表明:80%负荷工况下,距离布风板30m高度处区域的水冷壁管沿炉膛高度方向的温度变化率较大,热应力分布极不均匀;计算区域的水冷壁管整体向下膨胀,由于存在膨胀偏差,水冷壁向火侧向炉内凸起变形,最大变形量约1.14mm;对于整个水冷壁管屏而言,存在的变形量叠加会加剧水冷壁磨损,甚至造成爆管事故。

神经网络Skeletonization算法在优化锅炉运行参数中的应用

对将神经网络Skeletonization算法进行改进,运用到优化调整锅炉性能参数的方法,用神经网络模型预测锅炉运行中需要优化的性能参数。通过神经网络的学习,模拟性能参数的影响因素与性能参数之间的映射函数,再通过改进Skeletonization算法对网络模型进一步计算,找出哪些影响因素对性能参数的影响较大,为快速有效准确的机组运行优化提供指导依据和方向。这种方法不仅能为机组运行优化提供直观的理论根据,同时对锅炉的运行不产生负面影响,可以实现在线优化运行。通过计算影响因素的权重值,对性能参数准确预报,为锅炉机组的性能优化调整提供便捷、准确、全面的方案。

超临界锅炉SOFA对高温受热面吸热偏差影响的试验研究

针对某电厂600MW超临界锅炉存在过热器和再热器管内生成氧化皮及超温爆管的现象,通过试验研究了该锅炉分离燃尽风(SOFA)喷嘴正切15°和反切15°情况下,不同的SOFA比例对高温受热面管屏间吸热偏差分布的影响,分析了炉膛出口和水平烟道烟气温度分布特性对过热器和再热器蒸汽温度分布的影响.结果表明:SOFA喷嘴反切对减小炉膛上部切圆直径、降低水平烟道内吸热偏差的作用明显;合理的配风能使高温过热器管壁温度分布更均衡,末级过热器左侧吸热峰值温度降低10K.

超超临界机组的两种典型协调控制方案

目前国内已经投产的1000MW超超临界机组的协调控制系统按照锅炉制造厂的不同分为2种典型的控制方法:煤跟水和水跟煤的协调控制。ALSTOM公司的机组采用水跟煤的协调控制结构,三菱/日立公司的机组采用煤跟水的协调控制结构并辅以动态前馈回路。针对这2种典型控制系统的控制结构进行了分析。现场投运效果表明,这2种结构都能取得良好的控制效果。

600MW超临界褐煤锅炉结焦原因分析及措施

对600 MW超临界褐煤锅炉在试运行期间出现结焦问题的原因进行了分析,得出煤质结焦性强、煤粉偏细、一次风速偏低、燃烧器旋流强度偏大、一次风速偏差大等因素是造成锅炉结焦的主要原因。通过采用提高煤粉细度、提高一次风速、降低燃烧器旋流强度及进行冷热态一次风速调平试验等技术措施,解决了锅炉严重结焦问题,9号机组顺利通过168 h试运行,且投产2年来未出现过结焦现象。

某630MW超临界机组锅炉排烟温度高的技术改造

某厂630MW超临界机组锅炉投产后存在排烟温度高于设计值的问题,严重影响机组的经济运行。针对这一问题,尽管电厂在运行燃烧调整和系统改造等方面进行一系列的工作,但均未能彻底解决这一问题。为此,电厂方面和锅炉制造厂进行技术合作,最终确定通过增加省煤器的面积来解决这一问题,并利用机组大修机会实施了改造工作。改造后排烟温度达到了设计值,提高了锅炉运行的经济性和安全性。