1000 MW二次再热机组π型锅炉吹管技术研究

新建火电机组的吹管过程十分关键,与常规机组相比,二次再热机组的蒸汽参数更高,热力系统更复杂,其吹管调试的要求更高。以国产首台1000 MW二次再热π型锅炉为研究对象,综合考虑项目实际情况,提出两段式降压吹管调试工艺,第一阶段对过热器进行吹扫,第二阶段将过热器、一次再热器和二次再热器串联吹管。实际吹管过程能够较好地满足吹管导则相关质量要求,保证了机组启动运行顺利,为后续同类型机组的吹管调试提供经验。

基于Apros建模的受热面传热因子对超超临界机组运行能耗影响研究

利用Apros软件建立了超超临界机组的仿真模型,将仿真模拟计算结果与实际运行数据进行对比,验证了模型的准确性,详细考察了受热面发生积灰沾污后,受热面传热因子的变化对运行能耗影响。通过改变过热器与再热器传热因子,模拟机组运行过程中受热面积灰结渣导致传热效率降低的情况,探究了其对机组运行过程中能耗特性的影响。结果表明,过热器吸热份额变化对能耗的影响大于再热器吸热份额,随着过热器传热因子降低,再热器吸热份额有所升高,但由于过热器中蒸汽品质高于再热器,使得机组发电煤耗有所升高。在中高负荷运行时,发电煤耗随传热因子变化趋势较为平缓,而在低负荷运行时,随着传热因子的减小,发电煤耗会出现相对较大幅度的变化。在负荷为40%,传热因子从0.975下降至0.95时,发电煤耗存在较大幅度的变化。因此,在机组低负荷运行过程中,随着受热面积灰程度加深,会出现发电煤耗较大幅度增加的情况,同时由于过热器传热因子对能耗影响更为明显,注重低负荷运行过程中过热器吹灰策略的调整,可在一定程度上降低发电煤耗。

中包过热度、钙硫质量比、轧制变形量对中碳石油套管钢低温冲击韧性的影响

通过改变中包过热度(20,40℃)、钢液中钙硫质量比(0~0.9)、粗轧单道次变形量(14%,20%)、中间坯厚度(49,52,53 mm)、精轧后三道累积变形量(29%,34%)生产中碳石油套管钢,分析了中包过热度、轧制变形量和钙硫质量比对试验钢组织和-10℃冲击功的影响。结果表明:在中包过热度为20℃下连铸铸坯的中心偏析和碳元素偏析减轻,由线链状分布变为点状分布;轧制变形量越大,试验钢晶粒尺寸越小、带状组织级别越低、低温冲击功越大;随着钙硫质量比增加,试验钢低温冲击功提高。较优的生产工艺参数为中包过热度20℃、钙硫质量比不小于0.4、粗轧单道次变形量20%、中间坯厚度53 mm、精轧累积变形量34%,该工艺生产的钢板中未观察到带状组织,低温冲击功远高于标准要求。

锅炉启动过程过热器壁温和再热器壁温的控制

某厂2台超临界机组于2016年投产,至今在机组启动过程中多次发生屏式过热器、低温再热器壁温超温现象,尤其是低温再热器壁温超温严重。针对启动过程中过热器壁温和再热器壁温的超温现象,从运行调整角度出发,着手分析超温发生的原因、机理、危害,采用措施来防止受热面超温,确保机组安全,避免发生受热面超温爆管,同时有效缩短机组启动时间,节约燃油。

我国700℃超超临界锅炉过热器管用高温合金选材探讨

简要介绍和比较了国内外700℃超超临界电站过热器和再热器管候选材料GH2984、Haynes 230、CCA 617、Nimonic 263、Inconel 740及其改型合金Inconel 740H的组织、持久强度和耐腐蚀性能等研究结果,对几种材料的强度、耐腐蚀性能、工艺性能和使用经济性进行了分析,并阐述了中国在发展700℃超超临界燃煤电站时锅炉用高温合金的选择.结果表明:Inconel 740H合金具有的持久强度最高、耐蚀性能最好,工艺性能和使用经济性良好,比Inconel 740合金具有更好的长期组织稳定性,它应是中国700℃超超临界锅炉过热器和再热器首选的管材;针对700℃超超临界机组用关键材料,提出了尽早开展自主研制,实现关键材料国产化的建议.

锅炉分配集箱非线性水动力特性分析

修正后的光滑管摩阻系数可用于表示锅炉分配集箱的摩阻系数．动量交换系数也被表示为流速的函数．引入一个描写分配集箱流动行为的非线性数学模型．在变摩阻和变动量交换系数的条件下获得了控制方程的分析解，并与实验结果进行了比较，其分析解比以往的常系数解更符合实验结果和物理现象，常系数解成为变系数解的一个特例．还获得了表示集箱流动特性的无量纲参数。

锅炉过热器汇流集箱流动机理研究

锅炉集箱中的流体均匀分布是锅炉过热器，再热器安全设计的关键技术之一。本文在动量守恒的基础上，研究汇流集箱的流动机理和集箱流体静压分析，锅炉汇流集箱流动的基本规律和设计参数。

国内首台二次再热机组锅炉混合吹管实践及优化

为探索适用于超超临界二次再热机组的锅炉吹管工艺,以我国首台投产的二次再热机组锅炉为研究对象,提出并实践了一种降压法混合式管道吹洗方案。该方案综合了"一段吹管"的系统形式和"两段吹管"的操作特点,即将过热器、一次再热器、二次再热器及其附属管道一次性串联,吹扫时则分3部分进行,各部分独立打靶验收。针对新工艺实践过程中出现的吹管系数不达标问题,进行了现场测试和理论分析,提出了提高汽水分离器出口压力、增加临吹门开启个数等措施,基本消除了阀门的阻塞流效应,保证了管道的吹洗效果。最终靶板检验结果表明,降压法混合吹管实现了对二次再热机组锅炉各受热面的高质量吹扫,该吹管工艺对同类机组具有实际参考意义。

给水加氧处理对氧化皮脱落的影响研究

针对给水加氧处理是否影响过热器和再热器氧化皮的脱落这一争议问题,本文依据实验室试验数据、现场调研结果,对多个争论的焦点问题进行分析。结果表明,过热蒸汽中的氧与钢发生反应,产生的Fe_2O_3能够促进奥氏体钢氧化皮的集中脱落,所以给水加氧处理是影响过热器和再热器氧化皮脱落的因素之一。

STBA24钢管蒸汽氧化的微观特征研究

利用宏观检查、金相检验、电镜观察、能谱分析和X射线衍射仪等方法,对某热电厂过热器和再热器管内壁氧化皮的化学成分和组织结构进行了试验研究,探讨了STBA24钢高温蒸汽氧化的微观特征和氧化机理.结果表明:STBA24钢管在运行中,当管壁温度超过材料的许用温度时,易发生高温水蒸汽氧化;腐蚀产物分内外2层,外层以Fe2O3、Fe3O4为主,易剥落,内层为致密的保护性氧化物,具有长期抗氧化能力.金属材料的蒸汽氧化和剥落会增大管壁应力,造成管壁破裂或爆管.

电站锅炉过热器再热器安全性能在线监测系统

为满足电站锅炉过热器再热器安全运行、状态检修和管子寿命科学管理的要求,以及为弥补当前壁温监控手段的不足,开发了一套电站过热器安全性能在线监测系统。介绍该系统计算方法的基本理论来源,基本计算思路,同时介绍该方法应用于某电厂高温过热器的一个实例。该系统是集理论算法、计算机技术于一身的应用型软件系统。已经在电厂实际运行中得到了应用,发挥了应有的作用。

锅炉分配集箱速度分布对流量分配的影响

通过对锅炉过热器、再热器分配集箱沿程静压分布和支流流量分布的分析，提出了幂函数速度分布表达式和相应的求解方法，线性速度分布只是幂速度分布在动量和摩阻影响相平衡时的特例。对动量占优势或摩阻占优势的流动状态，线性速度分布明显偏离实际，幂速度分布计算结果比线性分布结果更符合实验值。

自学习多变量汽温控制系统

本文采用两种不同的自学习算法，分别对国产２０ＭＷ火电机组带汽－汽换热器的多变量汽温系统进行适应性控制，仿真表明，本文所设计的汽温控制系统具有较强的自学习能力且具有优良的控制品质。

300MW电站锅炉高温联箱裂纹原因分析

采用宏观分析、力学分析、化学分析、金相检验、扫描电镜等方法对某电厂300MW电站锅炉的末级过热器联箱中间三通与主蒸汽焊口裂纹(材质为12Cr1MoV)进行失效分析。结果表明,三通与主蒸汽焊口裂纹属于再热裂纹,结构不合理和焊接残余应力过大是造成泄漏的主要原因。

1000 MW二次再热机组塔式锅炉过热器与再热器优化改造

针对1 000 MW二次再热机组塔式锅炉一级、三级过热器以及两级高温再热器金属壁温大范围超限问题,结合现场运行数据与模拟热力计算结果,提出了多项过热器与再热器的优化改造措施。具体改造措施为:通过将二级过热器外圈2根管子切除,减少了过热器受热面积;将低压高温再热器和高压高温再热器两侧管屏加装节流短管,增加了中部管屏冷却介质流量;针对部分超温严重的管子,通过截短高压高温再热器部分管段,以及在低压高温再热器中实施隔热喷涂,大大减少了两者的吸热量,降低了管子壁温。综合改造调整后,锅炉升降负荷过程基本消除了过热器超温现象,满负荷下各级过热汽温与两级再热汽温接近设计值,金属壁温无报警,大大提高了锅炉运行的安全性和经济性。

Inconel 740H主要强化元素对热力学平衡相析出行为的影响

对700℃等级超超临界电站过热器/再热器管材所用镍基高温合金Inconel 740H进行热力学相计算并研究了主要析出强化元素对其平衡析出相析出行为的影响.结果表明:合金中γ′相和M23C6碳化物稳定温度范围较宽;Al、Ti和Nb 3种元素对γ′相、η相和σ相的析出行为影响较大,而Co元素对其影响不大,其中Al对γ′相和σ相的析出和稳定有促进作用,对η相却有抑制作用,Ti和Nb对γ′相、η相和σ相均有促进作用;C对M23C6碳化物析出量的影响显著,而Cr对M23C6的析出温度影响显著.将Al、Ti、Nb、C和Cr的质量分数控制在一定范围内并适当减小Co的质量分数,可以使Inconel 740H合金的成分范围得到一定的优化.

超超临界1000MW机组锅炉高温受热面炉内壁温测量及分析

通过在华能玉环电厂4×1 000MW机组锅炉炉内受热面管壁安装高温热电偶,获取了该机组高温受热面在起动和运行过程2种工况下的壁温数据,并基于相关分析法,对炉内壁温与炉外壁温以及负荷等参数间的关系进行了分析。结果表明:在机组冷起动过程中,各受热面的炉内壁温与负荷显著相关;炉外壁温与负荷除在二级过热器上相关性略低,在其后的3个受热面则表现出强相关性;炉内壁温与炉外壁温也具有显著的相关关系。在机组运行过程中,炉内壁温与负荷相关性沿烟气流动方向逐渐减小;炉外壁温与负荷没有表现出明显的相关性;炉内壁温和炉外壁温除在二级再热器上表现为强相关性,在各级过热器无明显相关关系。

二次再热机组回热抽汽过热能量回收节能潜力分析

再热对给水回热效果有削弱作用,二次再热机组的蒸汽过热度较大,造成的回热过程不可逆损失也更大。分析大过热度回热系统抽汽参数可知,这些过热能量可回收用于锅炉工质和送风加热过程,从而等效降低蒸汽循环吸热量,提高系统效率。为此,本文结合某660 MW二次再热机组,基于热平衡计算模型和?分析模型,对抽汽过热能量回收的节能潜力展开定量研究。结果表明:该机组第5级—第10级加热器抽汽过热度很大,达118~311℃,将这些加热器过热能量全部回收用于锅炉本体,节煤量可达3.59 g/(k W·h);通过抽汽过热能量回收,可提高第5级—第10级加热器的?效率。此外,对过热能量回收系统进行了初步设计,为二次再热机组的系统构型优化提供依据。

1000MW超超临界褐煤锅炉的研究与初步设计

以我国目前超超临界锅炉技术为基础,探讨了开发和设计大容量超超临界褐煤锅炉的必要性,提出1 000 MW超超临界褐煤锅炉的初步设计方案,主要包括煤质资料、蒸汽参数的选择、炉膛型式和主要特征参数、炉膛水冷壁、燃烧及制粉系统、过热器、再热器和省煤器系统、调温方式、启动系统、承压部件的钢材等.

优化壁温计算模型及其在电站锅炉壁温在线监测中的应用

针对电站锅炉壁温在线监测以及炉内汽温和壁温计算的要求,对电站锅炉过热器和再热器炉内汽温和壁温的计算方法进行了优化,提出了炉内汽温和壁温的分段计算模型,对该计算模型涉及的辐射因数、角系数、辐射穿透率、沿炉膛宽度的偏差系数和沿屏高度的偏差系数进行了详细研究,并通过数值模拟对沿炉膛宽度的偏差系数和沿屏高度的偏差系数进行了优化和修正.结果表明:该模型可对锅炉过热器和再热器受热面各点温度进行实时计算,能满足电站锅炉壁温在线监测的要求.