超超临界锅炉水冷壁超温和汽温偏差大问题的分析和处理

为了解决安徽某电厂1000 MW机组超超临界锅炉在试运期间出现的水冷壁温度高、主蒸汽温度低且两侧偏差较大的问题,通过试验研究,采取了差异化调整二次风喷口水平摆角的方法,最终将水冷壁温度、主蒸汽温度及偏差调整到锅炉正常运行的允许范围之内,为其他机组类似问题的处理提供了新的思路。

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。

一种660 MW机组深度调峰工况屏式过热器超温的解决方案

为响应国家号召,积极落实火电机组灵活性提升工作要求,有效推进上级公司多能互补工作,不断提高机组上网竞争力和盈利能力,组织开展1号、2号机组20%深度调峰研究与改造工作,针对改造摸底试验中暴露的屏式过热器壁温超温问题,通过数据收集,原因分析、方案比选、实施改造等工作,基本解决了两台机组20%额定负荷深度调峰工况屏式过热器壁温超温问题,为两台机组顺利实现20%额定负荷深度调峰改造目标提供了参考。

600MW“W”型火焰锅炉大屏过热器超温及技术改造

针对大唐华银金竹山发电分公司600 MW机组"W"型锅炉大屏过热器超温问题进行了试验研究,找出了大屏过热器超温的原因,认为屏过节流孔圈的设计计算存在偏差、屏式过热器布置方式不合理及受热面偏多是导致大屏过热器超温的主要原因。通过对大屏过热器采取减少受热面积、调整节流孔圈尺寸、浇注隔热材料和运行调整监控等措施,使该锅炉屏与屏之间、同屏管子之间管壁温差大大减少,炉膛热负荷更加均匀,锅炉减温水量减少,大屏过热器超温问题得到了成功解决。

电站锅炉过热系统分布式传热模型及其应用

根据热量来源将过热系统传递的能量分为屏前/屏后烟气辐射、屏间烟气辐射、炉膛火焰辐射、炉顶管辐射、管屏表面自身辐射以及对流传热6种类型。将屏前/屏后烟气辐射以及炉膛火焰辐射视为烟黑体窗平面的辐射,在此基础上把6种类型的传热归结到一个封闭系统内,进而建立了一种可同时反映各种不均匀性因素的过热系统分布式传热模型。应用模型对某台300MW机组后屏过热器热流分布进行模拟,揭示了各种类型热流的不均匀性和对总传热量贡献的差别。该模型可以用于过热系统的分布式热力计算,并可为过热系统分布参数动态模型的建立提供必要的边界条件。

电站锅炉炉内壁温测量技术的研究

采用金属喷涂技术,利用镍镉镍硅热电偶测量高温受热面炉内壁温,研究大容量电站锅炉超温及内壁产生氧化皮剥落引起爆管事故的原因.在国华太仓电厂600 MW超临界锅炉上应用了此技术,通过试验实测末级过热器炉内壁温,并与理论分段计算方法相结合,得到较为准确的末级受热面炉内壁温的分布,找到了爆管的原因.研究结果表明:采用金属喷涂炉内热电偶的方法可行,且测量结果较为准确.

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。

变负荷下超(超)临界机组过热器壁温预测

对超(超)临界机组过热器管壁温度的影响因素进行了分析,利用电厂现场DCS系统采集到的变负荷条件下的运行数据,与对应时刻管壁的温度实测数据进行了关联比较,确定了预测模型的输入变量。分析结果显示:一级、二级过热器出口汽温、主蒸汽温度、二次风E层风箱开度、有功功率等因素对过热器管壁温度的影响较为显著。采用BP神经网络算法,选取关联结果阈值超过0.70的14种主要因素进行升负荷、稳定负荷和降负荷3种条件下的管壁温度预测,预测结果与实测结果整体趋势保持一致,最大相对误差为1.42%,能够对过热器超温预警起到良好的指导作用。

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.

超临界锅炉过热器氧化皮形成和剥落机理分析及预防措施

介绍了太仓电厂锅炉末级过热器因氧化皮引起的爆管情况。分析了超临界锅炉氧化皮的形成和剥离机理,并从锅炉设备运行、改造及管理等方面,提出了控制氧化皮形成和剥落的措施。通过采取这些措施,有效地控制了氧化皮的产生。

超超临界1000MW机组锅炉高温受热面壁温变化规律分析

利用超超临界1 000MW机组锅炉高温受热面炉膛内壁温测量数据以及锅炉运行实时数据,分析炉内壁温变化与机组负荷、受热面出口壁温、测点位置等的关系,得到炉内高温过热器和高温再热器壁温变化曲线。结果表明:受热面出口壁温不能真实地反映炉内实际壁温;壁温与机组负荷变化一致;高温过热器炉前侧壁温随机组负荷的上升有所下降,炉后侧壁温与机组负荷变化一致。

两类过热器壁温分布特性的仿真研究

以一种分布式传热模型为基础,对后屏过热器和高温过热器的壁温分布特性进行了仿真研究.结果表明:这两类过热器的壁温分布特性存在较明显的差异:对于后屏过热器,随着高度方向烟温偏差的增大,各个管圈出口段壁温下降,水平段壁温显著升高;对于高温过热器,当高度方向烟温偏差较小时,壁温最高点位于尾部上升段内,且各点壁温相近;随着这一偏差的增大,壁温最高点逆工质流程向管屏下部移动.

660MW燃煤锅炉屏式过热器壁温特性数值模拟研究

在“双碳”目标的背景下,燃煤火电机组向更高参数及深度调峰的方向发展,这对于燃煤锅炉的运行提出了更高的要求,防止锅炉受热面热偏差而导致的管壁超温是其中的关键问题之一。因此,精确预测燃煤锅炉受热面的热偏差和壁温对于机组安全、稳定运行意义重大。锅炉受热面的传热及壁温特性主要受到烟气侧和工质侧的共同作用,但在通过数值模拟方法预测热偏差问题时,常将模拟过程和边界条件进行简化处理,较难精准地分析受热面的传热及壁温分布特性。针对以上问题,利用Fluent对660 MW前后墙对冲燃煤锅炉进行了数值模拟,建立了屏式过热器管内、外的耦合传热模型,提出了按管内工质流动方向的顺序计算方法,并基于UDF实现了烟气侧与工质侧的传热耦合计算。研究了外二次风不同旋流角度对屏式过热器传热的影响,获得了同时考虑烟气侧和工质侧的屏式过热器传热及壁温特性。模拟结果表明,屏式过热器各管屏第22号管子出口壁面温度与实测值的相对误差在4%以内;外二次风的旋流角度由15°增加至60°,煤粉气流刚性减弱,燃烧不剧烈,煤粉着火延迟,炉膛火焰面升高,且屏式过热器的温度分布由“两端高、中间低”向“两端低、中间高”变化;当旋流角度为45°和60°时,屏式过热器的最大壁温分别为945 K和965 K,超过受热面材料的最大允许温度,而当旋流角度为15°和30°时,屏式过热器的最大壁温小于受热面材料的最大允许温度,故最佳旋流角度应选取15°~30°。

基于神经网络的锅炉过热器和再热器管壁温度预测研究

提出了采用BP神经网络和RBF神经网络对锅炉过热器和再热器壁温进行预测的方法,经过网络训练和测试,使预测的管壁温度有一定的准确度。RBF神经网络较BP神经网络误差更小,更稳定,更适合于预测锅炉过热器和再热器的管壁温度。

蒸汽温度700℃超超临界锅炉受热面选材研究

报道了蒸汽温度700℃超超临界锅炉水冷壁和过热器等受热面部件的材料性能,分析了12Cr1Mo VG,T23,T24,T91,T92,T122,VM12 SHC,TP347H,TP347HFG,Super304H,TP310HCb N,Sanicro25,HR6W,617Mod和740H管子制造700℃超超临界锅炉水冷壁和过热器等受热面的适用温度范围,提出了700℃超超临界锅炉水冷壁和过热器等受热面选材建议。

电站锅炉对流过热器和再热器壁温数值计算方法的研究

对电站锅炉对流过热器和再热器的壁温计算方法进行了改进。将各管组、管段离散化为小单元 ,按工质流动顺序逐次计算小单元的辐射及对流传热关系 ,进而求出壁温分布。采用炉膛出口二维烟温分布 ,从基本的热平衡关系式入手 ,详尽考虑了影响管子传热的结构、位置、流动等偏差因素。该计算方法符合数值计算的特点 ,因此便于在计算机上实现快速准确的壁温计算。图 7表 1参

锅炉过热器炉内壁面温度红外测量信号的波动特征及数据处理方法

电站锅炉系统中,过热器管壁温度是非常重要的监测参数,关系到机组的安全及高效运行。该文模拟电站锅炉内过热器管壁测温条件,开展了一维炉实验台内不锈钢平板表面温度辐射法测量研究,对实验结果进行了时域和频域的分析。结果表明,红外温度计测量所得试件表面温度会有一定的波动,具有随机性和周期性的特征。红外温度计所测温度与管壁真实温度有一定的偏差。在实验分析的基础上,提出小波消噪和温度修正相结合的数据处理方法,提高了辐射测温精度,为准确测量锅炉内过热器管壁温度提供了参考。

环形通道内低Pe数高温液钠传热及其初始沸腾壁面过热度研究

对环形通道内低Pe数(20～70)的高温(300～700℃)液钠在由非旺盛湍流转变成旺盛湍流区内(Re=4000～17500)的传热进行了实验研究,并对正压下液钠初始沸腾壁面过热度进行了理论分析与实验研究.结果表明,所提供的计算关系式与实验数据吻合良好.实验采用的环管内径为6mm,外径为10mm,通道外壁绝热,内壁用高热流密度电加热元件加热.

蒸汽侧有氧化皮堆积的过热器管寿命预测

利用有限元软件计算了某电厂TP347H末级过热器弯管在管内不同氧化皮堆积厚度下的管壁温度,通过修正常数项的Larson-Miller公式,计算出不同置信度下过热器管的应力-时间温度参数曲线,据此预测一定置信度下过热器管在不同氧化皮堆积厚度下的使用寿命,并利用Robinson法则确立管材失效的准则,对氧化皮堆积程度进行分级评价。结果表明:在0.95的置信度下,当TP347H过热器管氧化皮厚度<5mm时,为轻度堵塞,材料使用寿命在10万h以上;当氧化皮厚度为5～<9mm时,为中度堵塞,使用寿命仅为几万小时左右;当氧化皮堵管厚度≥9mm时,为重度堵塞,使用寿命将低于1万h。

超临界机组变负荷过程多变量协同控制

黄冈大别山发电有限责任公司2号机组经超净排放改造后,锅炉燃烧特性发生变化,原有自动控制逻辑及参数不能满足电网的要求,并且2号机组在中低负荷段出现屏式过热器出口壁温超温现象;同时,变负荷过程中机组主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度等主要参数波动较大,导致机组负荷变化率低,仅为3.5 MW/min,不能满足电网相关规定。对此,在不经机务改造的前提下,利用多变量协同控制,优化滑压曲线,对一次风压设定曲线、氧量设定曲线、中间点温度设定曲线及风煤比设定函数进行修改,重新设计自动控制策略,动态协同控制进入炉膛的燃料量、给水流量和总风量。优化后,2号机组在AGC方式下实际负荷变化率达到9 MW/min,主要参数变化平稳,解决了屏式过热器出口壁温超温问题。