R32热泵系统稳定性与变工况特性实验研究

实验研究了变热源进口温度工况和变热水进口温度工况下膨胀阀开度对R32热泵系统稳定性和系统性能的影响规律。结果表明:不同工况下系统存在不同的过热度振荡区间,且热源进口温度对起始振荡过热度的影响较显著,而热水进口温度对其影响则不明显;变热源进口温度(15~25℃)工况下,制热量随着过热度的变化呈现不同的变化规律,而其COP则呈现相同的变化规律,且系统均在过热度振荡区间内获得最大COP;变热水进口温度(30~40℃)工况下,制热量和COP均随着过热度的变化呈现相同的变化趋势,且两者均在过热度振荡区间内取得最大值;热源进口温度的升高和热水进口温度的降低均可使系统获得的最大制热量和最大COP增大,且两者在热源进口温度为25℃时分别为9.287 kW和4.646,而在热水进口温度为30℃时则分别为9.148 kW和5.665。

某660 MW超临界锅炉深度调峰过程中分隔屏超温计算分析及改造方案研究

针对660 MW超临界褐煤锅炉分隔屏实炉数据分析发现,在175 MW负荷下,分隔屏的超温报警主要发生在屏3、屏4靠近炉内的管子。为解决分隔屏超温报警问题,采用流动网络系统法,结合质量、能量和动量守恒方程建立了分隔屏水动力计算数学模型,提出添加节流圈以及升级管子材料两种改造方案。对分隔屏进行回路及管段划分,采用175 MW负荷实炉测量数据反推计算得到炉内实际热偏差,对低、中、高负荷下添加节流圈与升级材料为Super304H的分隔屏出口汽温进行计算。计算结果表明:添加节流圈后分隔屏出口汽温偏差变小,且屏3、屏4出口汽温降低至材料TP347H报警温度以下;升级材料为Super304H后分隔屏出口汽温均小于材料的报警温度,分隔屏可安全运行。对添加节流圈以及将材料升级为Super304H两种方案进行壁温计算及强度校核,结果显示两种改造方案在各个负荷下,壁温以及强度均是安全的。为给锅炉运行留出更大的安全裕度,建议在分隔屏最后一片屏上添加节流圈的同时将材料由TP347H升级为Super304H。

锅炉掺烧渣盐对过热器及省煤器吊挂管结渣积灰的影响分析

某电厂锅炉掺烧煤化工产生的废弃渣盐,加剧了锅炉高、低温过热器受热面的管壁结渣及积灰,影响锅炉安全稳定运行。对煤灰、渣盐、渣样进行了成分分析,对比了渣盐化验数据及掺烧渣盐前、后飞灰化验数据,计算了煤灰的结渣特性和沾污特性指标,分析了煤灰的结渣倾向和沾污倾向,分析了添加渣盐后锅炉灰成分的变化对受热面结渣、沾污的影响。结果表明:大量掺烧高钠渣盐会导致锅炉受热面严重结渣,严重影响锅炉安全稳定运行。

铝电解槽同槽差异性的分析与区域浓度控制试验研究

本文对某公司生产运行的500 kA电解槽进行同槽差异性分析,发现同一台电解槽内部的电解质温度、过热度和氧化铝浓度分布存在一定的梯度与差异性。针对同槽差异性,开展了氧化铝浓度区域控制技术的研究和工业试验。6个月的工业试验显示试验槽的电流效率提高0.51%,吨铝直流电耗降低62 kWh/t-Al,阳极效应系数降低40%,可见氧化铝浓度区域控制技术具有可观的节能创效潜力。

蒸汽加热窄矩形通道内完全沸腾起始点研究

以去离子水为工质,对尺寸为1400 mm×250 mm×3.5 mm(高×宽×深)的蒸汽加热竖直矩形窄通道内完全沸腾起始点进行实验研究,并对气泡脱离直径构建预测模型。分析入口温度、质量流量以及加热蒸汽流量对完全沸腾起始点位置及对应位置处壁面过热度的影响。基于Hata、Mcadams的公式模型提出实验工况范围内蒸汽加热竖直窄矩形通道的完全沸腾起始点过热度的预测关联式,其平均相对误差为6.11%;采用力学方法对加热壁面附壁气泡进行力学分析,构建基于受力平衡的气泡脱离直径预测模型,采用可视化实验进行验证,其平均相对误差为13.37%。

65Mn弹簧钢拉拔断裂分析改进

采用化学成分、力学性能、宏观形貌、金相检验和扫描电镜相结合的方法,对65Mn盘条拉拔断裂的原因进行分析。样品心部裂纹孔洞处存在严重的Mn、S、P偏析,是65Mn盘条拉拔断裂的主要原因。同时,硅酸盐夹杂物含量控制偏高,增加拉拔断裂发生的几率。通过将中包钢水过热度控制在30℃内、LF精炼炉渣碱度提高到3.5、精炼后软吹时间大于10 min和连铸拉速控制在1.9±0.1 m/min,解决了65Mn弹簧钢心部偏析和拉拔断丝问题。

改善弹簧钢小方坯中心偏析及线材性能工艺优化

针对某钢厂生产的55SiCr弹簧钢,用户加工后的油淬火钢丝断面收缩率在40%以下,影响后续卷簧过程和弹簧的使用寿命,通过低倍酸洗试验,拉伸试验,油淬火调质处理,钻屑试验等方法对铸坯和线材进行评价检测,发现铸坯中心偏析是导致拉拔性能差的主要原因,通过开展连铸工艺优化试验,研究结果表明:高过热度控制对铸坯偏析及线材拉拔性能有显著影响,过热度为35℃相较于过热度18℃,断面收缩率和伸长率分别提高2%和0.8%;结晶器电磁搅拌电流从150 A增加到320 A,中心等轴晶率由8%~8.5%增加到10.5%,但是中心碳平均偏析指数也随之增加;相同结晶器电磁搅拌工艺时,降低凝固末端电磁搅拌强度有利于改善中心偏析;铸坯中心碳平均偏析指数由1.10降低到1.02时,油淬火调质态线材断面收缩率由39%增加到47%。

基于DDPG的锅炉NO_(x)排放和屏式过热器超温的多目标优化

锅炉空气分级燃烧技术的使用虽降低了NO_(x)排放,但同时造成了炉内高温火焰上移,导致位于炉膛上部的屏式过热器吸热量增加和超温加剧,影响机组的安全运行.因此,锅炉亟需一个可对NO_(x)排放和屏式过热器超温进行协调优化的多目标控制策略.针对目前基于机器学习的锅炉优化模型普遍局限于针对单一锅炉运行目标的优化,提出了基于深度强化学习的锅炉多目标优化模型,包括预测模型和优化模型:预测模型采用深度神经网络构建锅炉运行参数与NO_(x)浓度和屏式过热器温度的非线性映射;优化模型采用深度确定性策略梯度(DDPG)算法训练策略网络,通过优化运行参数实现锅炉的多目标协同控制.对某600MW锅炉的研究结果表明,通过锅炉配风和过热器减温水量等参数的调整,可实现NO_(x)排放和屏式过热器超温率的协同优化,NO_(x)排放平均降低22.6 mg/m^(3),屏式过热器超温率平均降低0.161.

基于双深度输入凸神经网络多模型的中间点过热度预测控制

新能源大量并网,超临界火电机组参与调峰容易造成中间点过热度较大波动,从而导致过热蒸汽超温等问题。为较好控制中间点过热度达到稳定,提出了一种基于双深度输入凸神经网络多模型(muti-DDICNN model)的中间点过热度预测方法,分别训练了不同预测步长下子模型,构建了中间点过热度状态预测网络(SPNN)和误差预测网络(EPNN)。利用此预测网络凸性质,设计了一种基于双深度输入凸神经网络多模型预测控制器(DDICNN-MPC),将控制问题转化为凸优化问题,求取控制矩阵对目标函数的雅可比矩阵,采用梯度下降法计算控制矩阵最优解。仿真结果表明,DDICNN-MPC能快速平稳地跟踪中间点过热度设定值,且稳态误差较小,具有较好的调节能力。

煤化工变换装置中压蒸汽过热器壳体开裂分析

对煤化工变换装置中压蒸汽过热器壳体进行检验,发现长110 mm、呈树枝状横向穿透裂纹。通过外壁超声相控阵检测、磁粉检测、硬度测定、化学成分分析、金相组织分析等检测方法分析裂纹成因。确定热应力集中、碱液局部浓缩引起的碱应力腐蚀是形成裂纹的主要原因。提出针对性结构设计、日常操作建议,其结果为同类、同工艺设备运行提供参考依据。

冷藏/冷冻车辆用制冷机组的性能实验及模拟

为研究冷藏/冷冻车辆用10 kW制冷机组不同参数对性能的影响,本文采用实验和模拟方法分析了制冷循环系统的制冷能力、COP和压力性能,并通过分别改变制冷剂充注量、过热度和制冷剂种类对其进行了实验和模拟研究。结果表明:随着制冷剂充注量和过热度的变化,制冷机组的制冷能力和COP表现出不同的趋势。模拟值和实验值的制冷能力和COP误差分别为6.4%和8.5%,所有结果均在10%以内。与制冷剂充注量相比,制冷机组的性能变化更多地依赖于过热度的变化。在制冷循环过热度为4℃、制冷剂充注量为7.4 kg时,制冷机组的制冷能力和COP最佳。通过数值模拟分析了应用于制冷循环系统的制冷剂R449A,比采用R404A的系统COP高约4%。确认了制冷剂R449A可以替代R404A使用。

某余热锅炉低温过热器U型管爆管原因

某新建余热锅炉运行不足两个月低温过热器U型管即发生爆管事故,通过宏观观察、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、扫描电镜及能谱分析等,分析并确定了爆管的原因和机制。结果表明:由于锅炉运行期间炉水碱度偏高,导致低温过热器U型管积盐形成碱浓缩,在冷弯成型残余应力和蒸汽压力的共同作用下,积盐处萌生碱应力腐蚀裂纹,随着时间的推移,裂纹持续扩展,导致U型管爆管。

600 MW机组锅炉后屏过热器爆管失效分析

某火力发电厂600 MW机组锅炉后屏过热器发生爆管失效事故,对锅炉后屏过热器爆管管样、后屏过热器对比管样、后屏过热器备品管样等送检管样进行了爆口宏观形貌、室温拉伸、显微组织、氧化物XRD等项目的试验,结合后屏过热器超温记录及运行参数进行分析,结果认为,此次爆管原因主要为管子使用时严重超温所致。

某锅炉12Cr1MoVG钢过热器管开裂失效的原因

某电站锅炉12Cr1MoVG钢过热器管运行半年即发生爆管开裂。为查明其开裂原因,采用形貌观察、化学成分检测、力学性能试验、硬度测试、非金属夹杂物分析、显微组织分析等方法,对过热器管进行了失效分析。结果表明:过热器管冷弯成型后未进行热处理以消除应力,且弯管内壁有微裂纹等加工缺陷;在服役过程中管子内壁氧化层大幅降低了传热效率,导致过热器管超温运行,从而使金属发生脱碳,降低了金属的耐腐蚀性能;炉水中Na_(3)PO_(4)含量和碱度超标,弯管内壁氧化层中游离态碱离子沉积并浓缩形成碱液,使过热器管在加工缺陷处产生碱应力腐蚀,在弯曲应力作用下过热器管发生沿晶界开裂。

500 kA铝电解槽节能降耗技术研究

浅析了铝电解槽能耗降低途径,综合考虑影响铝电解能耗的多种因素,在500 kA铝电解槽上开展了工艺优化试验,通过控制系统参数进准设置,Al_(2)O_(3)浓度、铝水平、分子比、过热度等工艺技术条件优化,使控制系统参数与铝电解槽技术条件高度匹配,实现铝电解槽电流效率提升、平均电压降低、铝液综合交流电耗大幅降低。

热电装置锅炉屏式过热器泄漏原因分析

对某热电装置锅炉屏式过热器爆管试样进行宏观检查、化学成分分析、金相组织分析、硬度试验、断口形貌分析、垢物成分分析及力学性能测定等试验。结果表明:屏式过热器管段在长期高温的作用下管壁发生氧化、表面出现氧化裂纹、管材组织劣化、强度下降,从而导致管段因长时间高温而发生爆裂。

苯乙烯装置蒸汽过热炉节能改造案例分析

随着国家节能减排政策的推进,燃料气脱硫措施日益普及,使得进一步降低加热炉排烟温度、提升整体热效率成为可能。文章提出的苯乙烯装置蒸汽过热炉节能改造方案,利用原装置蒸汽过热炉对流段的预留空间,结合装置工艺流程,通过在蒸汽过热炉锅炉水预热段增加炉管,增大给锅炉水和烟气的传热面积,同时降低锅炉水进料温度,来降低蒸汽过热炉排烟温度,进一步回收烟气中的余热;降低锅炉水进料温度则通过设置第二预热器实现,即利用锅炉水加热凝液汽提塔的工艺凝液进料,工艺凝液温度的提高还可以降低混合器的注入蒸汽消耗。以某30万吨/年苯乙烯装置为例,与常规烟气余热回收方法比较,本节能改造方案投资可降低约2/3,静态投资回收期约22.5个月,对同类苯乙烯装置具有重要的参考意义。

350 MW机组锅炉吹管过热器汽温偏差分析

350 MW汽轮机组锅炉在吹管期间,出现低温过热器管、屏式过热器管左右侧汽温偏差大的问题。为防止因汽温偏差导致超温,系统地分析偏差原因,发现是由于汽水分离器结构的特点,储水罐产生的不饱和蒸汽分配不均,导致主汽出口左右侧管道汽温产生偏差。运行中采取降低储水罐水位,增加疏水时间,从而减少产生不饱和蒸汽量,就可消除左右侧汽温偏差。

低合金高强钢拉伸断口分层的原因分析

针对420 MPa级别低合金钢板室温横向拉伸断口出现分层现象,通过断口形貌、非金属夹杂物及金相组织观察以及扫描电镜、能谱检验等分析技术手段,对其宏观形貌、微观组织等综合分析,并对断口分层的原因及影响因素进行探讨。结果表明,试样存在心部偏析及MnS夹杂物,割裂基体,形成应力集中区域是该试样拉伸断口分层的主要原因。通过提高钢水的纯净度,严控钢液中的硫、磷等有害元素含量;配合连铸低过热度浇注工艺,合理控制拉坯速度,优化控轧控冷工艺,可有效减少该类缺陷发生概率。

过热器管道爆裂原因

某二次过热器在使用2个月后发生爆裂现象,采用宏观观察、化学成分分析、X射线衍射分析、扫描电镜和能谱分析、金相检验等方法对管道开裂原因进行分析。结果表明:管道外部的高温烟气中含有硫、磷、氯等元素,其中硫元素含量较高,导致管道外壁发生氧化腐蚀,管道在烟气冲刷的作用下发生腐蚀减薄,导致其承载能力下降,最终管道减薄较严重区域在内部蒸汽压力的作用下发生一次性爆裂现象。