R744超临界热泵开水机的结构与性能研究

针对电热开水机耗电量较大的问题,课题组对基于R744(二氧化碳)工质的超临界热泵开水机进行结构和性能研究。分别针对25℃以上的高温环境、5~25℃的中温环境和-25~5℃的低温环境,给出R744超临界热泵开水机的适宜结构和较佳运行参数;当环境温度高于25℃时,提出采用带预热器的单级压缩结构;当环境温度在5~25℃时,提出采用不带预热器的单级压缩结构;当环境温度低于5℃时,提出采用带级间冷却器的双级压缩结构;计算分析了不同环境温度时系统的耗电量、加热器内的热泵工质与水之间的传热温差分布。应用R744超临界高温热泵模拟软件SCHPSim分析表明:当环境温度分别为30,15和-10℃时,在对应适宜结构的R744超临界热泵开水机情况下,与电热开水机的耗电量比约为1.0∶4.1,1.0∶3.7和1.0∶2.0,具有显著的节能优势,且加热器内R744与水的最小传热温差都在4℃以上,可以保证较高的传热速率。

660MW超超临界旋流对冲燃煤锅炉NO_x分布数值模拟

利用Ansys Fluent 14.0软件对某电厂660MW超超临界旋流燃煤锅炉进行NOx生成规律的数值模拟,并将数值模拟结果与现场实际测量结果进行了比较.结果表明:数值模拟结果与现场实际测量结果吻合较好,验证了数值模拟结果的有效性;第1层燃烧器区域生成NOx的体积分数比其他2层高,燃烧器出口附近NOx的体积分数迅速升高到0.001;从第1层燃烧器开始沿炉膛高度方向,NOx体积分数逐渐降低,炉内NOx体积分数最高的区域位于后墙第2层燃烧器上方.

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。

垂直上升管内临界压力区水的传热恶化研究

在压力p=19.0～22.5 MPa,管内质量流速G=540～1 200 kg/(m2·s),内壁热流密度q=150～650 kW/m2的参数范围内,对垂直上升管内水在临界压力区的传热恶化进行了比较系统的试验研究。在试验的基础上,结合前人研究数据,对临界压力区内,水在垂直上升光管和内螺纹管内的沸腾传热恶化进行了比较全面的对比、分析。研究发现,不论是光管还是内螺纹管,在临界压力区p/pcr=0.96～0.98的区域内最易发生膜态沸腾(departure from nucleate boiling,DNB),即发生传热恶化的临界干度最小;随着压力接近临界压力,内螺纹管的传热特性有变坏的趋势,其抑制DNB的能力有所降低;内螺纹管抑制DNB的能力主要取决于内螺纹管的结构参数,采用具有更大旋流作用的螺纹结构,有助于改善其传热性能。

1913 t/h超临界锅炉启动分离器的结构强度与寿命研究

根据1913 t/h超临界锅炉启动分离器的结构及设计参数,分析了启动分离器在内压及温度变化作用下的内压应力和温度应力分布,提出了内压应力及温度应力指数,并根据锅炉启停曲线对其疲劳寿命进行了验算。

变压运行直流锅炉水冷壁中间集箱汽液分配特性的试验研究

利用空气-水试验回路，模拟了超临界变压运行直流锅炉在35％、50％和75％额定负荷（ECR）下汽-液两相流在中间集箱中的分配特性．采用快关阀门法和摩擦阻力法分别测量了各支管内的体积含气率和流量分布．试验结果表明：在入口干度x=0．7～0．95的范围内，35％ECR下并联支管的含气率分布最均匀，随着负荷的增加，各支管间的相分配偏差增加；锅炉负荷增加时，并联支管内流量分配的均匀性增加．

超临界、超超临界锅炉用钢

提高火力发电厂效率的主要途径是提高蒸汽的参数即提高蒸汽的压力和温度,而提高蒸汽参数的关键有赖于金属材料的发展。从发展超临界、超超临界机组与发展新钢种的关系以及超临界、超超临界锅炉时钢材的要求,概述了火电锅炉用钢的发展历程以及部分新钢种的性能。

超临界锅炉的汽温特性及控制

探索了几种超临界锅炉的汽温变化特性。根据实际数据获得了不同型式超临界锅炉过热器系统吸热量变化特性都是辐射特性的结论,并论证了此结论的合理性;分析了影响超临界锅炉汽温特性的几个主要因素;分析了1000 MW超超临界锅炉采用烟气挡板与摆动式燃烧器配合调温的技术优势;提出了超临界锅炉启动过程及变压运行各阶段汽温控制的要点。

600MW超临界锅炉调试重点环节控制分析

针对600 MW超临界锅炉特点,分析介绍了机组调试过程中的重点环节,并提出各环节控制方法,为以后同类机组调试及运行提供了宝贵经验。

600MW超临界CFB机组给水RB控制策略优化及功能试验

对600 MW超临界循环流化床(简称CFB)直流炉给水故障减负荷(run back,RB)的动态特性与控制难点进行了分析;提出了世界首台600 MW超临界CFB锅炉机组给水RB的优化控制策略;介绍了现场试验的方案与过程。此项研究成果为后续超临界CFB机组给水RB的可靠投入提供了有益的参考。

超超临界机组实施给水加氧处理的可行性

国电泰州发电有限公司(泰州电厂)超超临界发电机组在投产后由于水冷壁管节流孔沉积氧化物,使得超温现象时有发生,存在爆管隐患。理论上认为,给水加氧处理是防止带节流孔垂直管屏水冷壁超温爆管的有效措施,为此分析了泰州电厂超超临界机组给水加氧处理的可行性。在确认给水加氧可行的基础上,对机组水汽品质做了进一步查定,以确保给水加氧试验的成功。详细介绍了泰州电厂加氧试验的情况,试验结果表明,超超临界机组实施给水加氧是可行的。给水加氧后,给水含铁量得到了控制,降低了腐蚀产物在水冷壁进口节流孔板处的沉积,运行安全得以保证;同时,降低了运行成本,延长了锅炉的化学清洗周期,经济效益显著。

600MW超临界锅炉变煤种运行特性分析

针对某600 MW超临界锅炉由于改烧煤种而导致的问题,先后进行了煤的热重分析实验、对不同工况下的炉内过程进行数值模拟以及计算制粉系统性能,研究表明实际燃煤反应初期快速着火燃烧的能力较差,稳定燃烧和充分燃尽的性能也较差;炉内过程数值模拟显示所提出的燃烧调整方案有助于提高炉膛上部的烟温,利于提高再热汽温;煤质参数变化导致了磨煤机出力的下降,建议对磨煤机进行改造,以适应锅炉出力需求。

1000MW超超临界机组协调控制系统节能优化试验研究

为了挖掘机组的节能潜力,在分析滑压曲线存在的问题的基础上,在不同负荷点及汽轮机调节汽门开度下进行了机组滑压运行优化试验,得出发电热耗率、供电煤耗和主蒸汽压力与机组负荷的关系曲线。依据试验结果,重新分析并确定机组在各个负荷段主蒸汽压力的设定值,保持调节汽门开度在45%以减少汽轮机调节汽门的节流损失,寻求机组最佳的经济运行方式。通过机组滑压曲线优化调整,机组供电煤耗平均降低约0.83 g/(k W·h),同时改善了机组低负荷工况的经济性,达到了预期效果。

超超临界二次再热锅炉热力计算系统的研发及工程应用

电站锅炉超超临界二次再热技术不仅能提高机组热效率、具有良好的环保效果,并且是一种较为高效、低污染的成熟燃煤发电技术。目前国内超超临界锅炉热力计算基本采用国外引进的"黑箱"式计算程序,专用性强,功能适应性窄。基于J2EE标准的多层架构体系,提出"统一汽水流程"迭代的超超临界二次再热锅炉机组热力性能分析计算的通用模型及总体算法,完成针对锅炉不同类型受热面布置及工质流程顺序的热力性能计算系统研发。同时,结合某台百万千瓦级超超临界二次再热锅炉热力校核计算的实际应用案例,验证本文模型算法的有效性。

350MW超临界褐煤锅炉掺烧劣质烟煤试验研究

内蒙古京宁热电有限责任公司2台350MW超临界褐煤锅炉设计燃用神华胜利煤田煤种,燃料运输距离远,发电成本高。通过开展燃烧调整及劣质烟煤掺烧试验,证明2台锅炉机组可以大量掺烧(或纯烧)劣质烟煤,不但能够控制燃煤成本,降低厂用电率,解决水冷壁的结焦问题,同时还降低了NO_x等排放指标,提高了锅炉机组的运行安全性。

炉水循环泵在超临界火力发电机组中的应用

介绍了炉水循环泵在超临界机组中的应用,系统地阐述了炉水循环泵注水及其启动过程的要点,并对超临界锅炉炉水循环泵故障解列时机组启动特性进行了分析,最后对炉水循环泵故障情况进行了介绍,对炉水循环泵在超临界机组中的应用具有一定的参考意义。

1000MW超超临界机组协调控制策略优化

本文简要介绍了超超临界机组的控制特点,并以某电厂1000MW超超临界机组为例,分析了其协调控制策略及存在问题。在机组整套启动试运期间,对控制参数进行优化,负荷变动试验取得了很好的控制效果,并为同类1000MW机组控制策略提供了一定的参考作用。

防止超临界锅炉不锈钢管内壁氧化物脱落堵塞爆管的措施

文中介绍了平圩发电有限责任公司制定的3号锅炉不锈钢管氧化皮剥落堆积的检测技术措施,并对其氧化皮产生、剥落堆积的原因进行了详细分析,阐述了氧化皮剥落堆积的形式和对机组运行造成的危害,提出了可靠的防范措施,成功地消除了3号锅炉受热面管因氧化皮剥落堆积堵塞爆管的重大隐患,也给同类发电厂提供了借鉴。

低NOx燃烧控制在超超临界锅炉中的应用

阐述了酸雨的危害及产生的原因,结合发电厂超超临界燃煤锅炉燃烧系统的特点及机组168 h调试结果,说明通过将煤粉进行分段燃烧,以达到降低燃烧时锅炉NOx的排放;并着重介绍了其具体的实现控制方法和采用这种方法所最终达到的低NOx排放的燃烧效果。

350MW超临界直流锅炉不熄火降压法吹管分析

针对江西华能瑞金电厂一期工程2×350 MW国产超临界直流锅炉起动调试阶段采用不熄火降压法吹管的情况,重点对2号炉吹管进行分析,并通过对1号炉和2号炉的吹管进行比较分析,对吹管中的一些关键点(如:吹管系数、吹管时间及用水量等)和出现的若干问题进行了分析和总结,其成功应用的经验可为类似的超临界直流锅炉蒸汽吹管提供一些参考。