高温过热器管材及壁温计算
高温过热器管材及壁温计算
附录A高温过热器管材及壁温计算点示意图
附录B高温过热器壁温计算汇总
高温过热器壁温计算汇总
序号管子编号
截
面
编
号
管子规
格
材料最高平均管壁温度℃
mm/ MCR
高加
全切
75%
定压
75%
滑压
1 第1根管子 1 φ54×
7.5
T91
567
.8
565.
562.
2
563.
9
2 第2～5根管子
中第2根
2
φ51×
7.5
12Cr2Mo
WVTiB
548
.3
545.
6
548.
3
548.
3
3 第6根管子 3 φ51×
7.5
12Cr2Mo
WVTiB
526
.7
522.
2
526.
1
525.
6
4 第1根管子 4 φ54×
7.5
TP-347H
598
.3
602.
2
595.
596.
7
5 第2,3,6根管
子中第2根
4
φ51×
7.5
TP-347H
561
.1
560.
2
595.
596.
7
6 第4,5根管子
中第4根
4
φ51×
7.5
T91
540
.6
537.
2
539.
4
560.
7 第1根管子 5 φ54×
7.5
TP-347H
553
.3
544.
4
557.
8
557.
8
8 第2,3,6根管
子中第6根
5
φ51×
7.5
TP-347H
583
.9
583.
9
575.
6
577.
8
9 第4.5根管子
中第4根
5
φ51×
7.5
T91
544
.4
541.
7
542.
8
543.
3
1 0 第6根管子 6
φ51×
7.5
TP-347H
539
.4
536.
7
53
6.7
536.
7
1 1 第2,3根管子
中第3根
7
φ51×
7.5
TP-347H
548
.9
547.
8
550.
548.
3
1 2 第1根管子8
φ54×
7.5
TP-347H
570
.6
574.
4
572.
8
573.
3
1 3 第2、3根管子
中第3根
8
φ51×
7.5
T91
563
.3
564.
4
560.
561.
1
1 4 第4、5根管子
中第4根
8
φ51×
7.5
T91
554
.4
553.
9
550.
550.
6
1 5 第6根管子9
φ51×
7.5
T91
557
.2
557.
2
551.
1
551.
7
1 6 第1根管子9
φ54×
7.5
TP-347H
565
.6
568.
9
568.
3
568.
3
1 7 第2,3根管子
中第3根
9
φ51×
7.5
T91
565
.0
566.
7
561.
7
562.
2
1 8 第4.5根管子
中第4根
9
φ51×
7.5
T91
558
.3
558.
3
553.
9
555.
1 9 第6根管子9
φ51×
7.5
T91
558
.9
560.
552.
8
553.
9
2 0 第6根管子10
φ51×
7.5
T91
557
.8
558.
9
551.
7
552.
2
2 1 第1根管子11
φ54×
7.5
TP-347H
568
.3
572.
2
570.
6
570.
6
2 2 第2，3根管子
中第根
11
φ51×
7.5
T91
565
.6
567.
2
561.
7
562.
2
2 3 第4.5根管子
中第4根
11
φ51×
7.5
T91
556
.7
556.
7
551.
7
552.
2
2 4 第6根管子11
φ51×
7.5
TP-347H
561
.1
562.
2
553.
9
555.
2 5 第1根管子12
φ54×
7.5
TP-347H
570
.6
574.
4
572.
2
572.
8
2 6 第2，3根管子
中第3根
12
φ51×
7.5
T91
570
.6
572.
8
566.
1
566.
7
2 7 第4，5根管子
中第4根
12
φ51×
7.5
T91
564
.4
565.
6
559.
4
560.
6
2 8 第6根管子12
φ51×
7.5
TP-347H
615
.0
620.
6
601.
1
603.
9
2 9 第6根管子13
φ51×
7.5
TP-347H
563
.9
565.
6
556.
1
556.
7
3 0 第1根管子14
φ51×
7.5
TP-347H
580
.0
585.
580.
581.
1
3 1 第2，3根管子
中第3根
14
φ51×
7.5
T91
572
.8
575.
567.
2
567.
8
3 2 第4，5根管子
中第4根
14
φ51×
7.5
T91
562
.8
564.
4
557.
8
558.
3
3 3 第6根管子14
φ51×
7.5
T91
566
.7
568.
9
557.
8
558.
9
过热器
2#锅炉过热器组合安装施工技术措施 1、概述 1.1工程概况 本工程由滨州市滨北新材料有限公司投资建设，位于滨州市经济技术开发区，规划容量为4×330MW燃煤机组，同步建设烟气脱硫装置、预留烟气脱硝装置。采用烟塔合一技术。锅炉选用四川华西能源工业有限公司生产的亚临界、自然循环、单炉膛四角切圆燃烧、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、半露天布置、全钢构架、全悬吊结构、炉顶金属屋面带防雨罩的HX1190/18.4-Ⅱ4燃煤锅炉。 1.2结构特点 过热系统的组成包括：后竖井区布置前包墙、左（右）侧包墙、后包墙及顶包墙过热器、低温过热器；炉膛顶部布置顶棚过热器、全大屏过热器、屏式过热器；延伸侧布置高温过热器。包墙过热器布置在尾部为四周墙体，高温过热器管屏布置在延伸侧水平烟道上部，全大屏过热器布置在炉膛上部k2-k3处，屏式过热器布置在靠炉膛k3处，低温过热器布置在后竖井省煤器上部。 延伸侧包墙上集箱标高为（63700）；水平烟道下集箱标高（52760）；后竖井侧包墙上、下集箱标高（63700,39360）；后竖井前、后包墙下集箱标高（39360）；顶棚过热器进、出口集箱标高（62800），高温过热器进、出口集箱标高（66100,66300），全大屏过热器进、出口集箱标高（63700），屏式过热器进、出口集箱标高（64800,65300），低温过热器出口集箱标高（64800）。 工程量如下：
二、编制依据： 2.1 《电力建设安全工作规程》（第1部分：火力发电厂） 2.2 华西能源工业股份有限责任公司锅炉过热器图纸及相关技术资料 2.3《电力建设施工质量及验收技术规范》锅炉机组篇 DL/T5047-2005 2.4《电力建设施工质量验收及评价规程》第2部分锅炉机组(DL/T 5210.2-2009) 2.5《电力建设安全健康与环境管理工作规定》（2002-01-21） 2.6《火力发电厂焊接技术规程》DL/T 869-2012 2.7《电力建设施工质量验收及评价规程》焊接篇(DL/T 5210.7-2010) 2.8《电力工业锅炉压力容器监察规程》 (DL612-1996) 2.9《工程建设强制性条文》电力工程部分第一篇《火力发电工程》2006版 2.10《施工组织总设计》 2.11《锅炉专业施工组织设计》 2.12《锅炉安装说明书》 三、施工准备：
分隔屏过热器管材及壁温计算
分隔屏过热器管材及壁温计算 附录A分隔屏过热器管材及壁温计算点示意图 附录B分隔屏过热器壁温计算汇总
分隔屏过热器壁温计算汇总 序号管子编号 截面 编号 管子规 格 材料最高平均管壁温度℃ mm/ MCR 高加 全切 75% 定压 75% 滑压 1 第1～3根管 子中第1根 1 φ54× 6.5 12Cr1 MoV 408 .3 387. 8 397. 8 388. 3 2 第4～7根管 子中第4根 1 φ54× 6.5 15CrM o 407 .8 386. 7 397. 2 388. 3 3 第8根 1 φ54× 6.5 12Cr1 MoV 408 .9 387. 9 397. 8 388. 9 4 第4～7根管 子中第4根 2 φ54× 6.5 15CrM o 426 .1 405. 416. 7 410. 5 第1～3，8根 管子中第8根 3 φ54× 6.5 12Cr1 MoV 444 .4 425. 436. 7 433. 9 6 第1～3，8根 管子中第8根 4 φ54× 6.5 TP-34 7H 505 .0 486. 1 470. 6 469. 4 7 第4～7根管 子中第4根 4 φ54×7 12Cr1 MoV 480 .6 461. 7 470. 6 469. 4 8 第1～3，8根 管子中第1根 5 φ54× 6.5 TP-34 7H 506 .1 487. 8 495. 6 494. 4 9 第4～7根管 5 φ54×7 12Cr1481463.472.471.
子中第4根MoV .7 3 2 7 1 0 第1～3，8根 管子中第1根 6 φ54× 6.5 TP-34 7H 462 .8 443. 9 455. 453. 9 1 1 第1～3，8根 管子中第1根 7 φ54× 6.5 12Cr1 MoV 451 .7 433. 3 449. 4 446. 7 1 2 第4～7根管 子中第4根 7 φ54×7 12Cr1 MoV 451 .7 433. 3 449. 4 446. 1
高温过热器的计算
7 高温过热器的计算 7．1 高温对流过热器结构尺寸 7．1．1管子尺寸 425d mm φ=? 7．1 ．2冷段横向节距及布置 40L n = （顺列，逆流，双管圈） 7．1．3热段横向节距及布置 39R n = （顺列，顺流，双管圈） 7．1．4横向节距 195mm S = 7．1．5横向节距比 11 2.262d S σ== 7．1．6纵向节距 287mm S = 7．1．7纵向节距比 2 2 2.07d S σ== 7．1．8管子纵向排数 28n = 7．1．8冷段蒸汽流通面积 2 2 2* 0.06424 n L L d f n m π== 注：n d 单位：m 下同 7．1．9热段蒸汽流通面积 2 2 2*0.06284 n R R d f n m π== 7．1．10平均流通截面积 ( )/20.0634pj L R f f f =+ = 7．1．11烟气流通面积 2 (7.68790.042) 5.4323.3Y m F =-??= 7．1．12冷段受热面积 2 **( 5.6)237L L z pj pj d m n n l l m H π=== 7．1．13热段受热面积 2 **( 5.6)231R R z pj pj d m n n l l m H π=== 7．1．14顶棚受热面积 2 7.68(0.70.61)10.06LD m F =?+= 7．1．15管束前烟室深度 0.7YS m l =
7．1．16管束深度 0.61GS m l = 7．1．17辐射层有效厚度 12 4*0.9(1)0.188s d m π σσ=-= （注：d 单位：m ） 7．2高温过热器的热力计算 7．2．1进口烟气温度 ' GG ?=995 0C 查表4-7，凝渣管结构及计算第11项 7．2．2进口烟气焓 'GG I = 11821.0703 KJ kg 查表4-7，凝渣管结构 及计算第12项 7．2．3进冷段烟气温度 ' GGL t = 513.3248 0C 即屏出口蒸汽温度，查表4-6，屏的热力计算 7．2．4进冷段烟气焓 ' GGL I = 3405.5931 KJ kg 即屏出口蒸汽焓，查表4-6，屏的热力计算 7．2．5总辐射吸热量 '''f f GG NZ Q Q == 157.4649 KJ kg 7．2．6冷段辐射吸热量 'f f L GGL GG L R LD H Q Q H H H =? ++ =237 157.464978.0623723110.06 ? =++ KJ kg 7．2．7热段辐射吸热量 'f f R GGR GG L R LD H Q Q H H H =? ++ =231 157.464976.0823723110.06 ? =++ KJ kg 7．2．8顶棚辐射吸热量 'f f LD GGLD GG L R LD H Q Q H H H =? ++ =10.06 157.4649 3.313623723110.06 ? =++ KJ kg 7．2．9出热段蒸汽温度 '' GGR t = 540 0C （建议取额定值5400C ）
换热器计算步骤
第2章工艺计算 2.1设计原始数据 表2—1 2.2管壳式换热器传热设计基本步骤 （1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能 （2）由热平衡计算的传热量的大小，并确定第二种换热流体的用量。 （3）确定流体进入的空间 （4）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据 （5）计算有效平均温度差，一般先按逆流计算，然后再校核 （6）选取管径和管流速 （7）计算传热系数，包括管程和壳程的对流传热系数，由于壳程对流传热系数与壳径、管束等结构有关，因此，一般先假定一个壳程传热系数，以计算K，然后再校核 （8）初估传热面积，考虑安全因素和初估性质，常采用实际传热面积为计算传热面积值的1.15~1.25倍 l （9）选取管长 （10）计算管数 N T （11）校核管流速，确定管程数 （12）画出排管图，确定壳径 D和壳程挡板形式及数量等 i （13）校核壳程对流传热系数 （14）校核平均温度差 （15）校核传热面积 （16）计算流体流动阻力。若阻力超过允许值，则需调整设计。
2.3 确定物性数据 2.3.1定性温度 由《饱和水蒸气表》可知，蒸汽和水在p=7.22MPa、t>295℃情况下为蒸汽，所以在不考虑开工温度、压力不稳定的情况下，壳程物料应为蒸汽，故壳程不存在相变。 对于壳程不存在相变，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。其壳程混合气体的平均温度为： t=420295 357.5 2 + =℃（2-1） 管程流体的定性温度： T=310330 320 2 + =℃ 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 2.3.2 物性参数 管程水在320℃下的有关物性数据如下：【参考物性数据无机表1.10.1】 表2—2 壳程蒸气在357.5下的物性数据[1]：【锅炉手册饱和水蒸气表】 表2—3
换热器计算
换热器计算的设计型和操作型问题--传热过程计算 与换热器 日期:2005-12-28 18:04:55 来源:来自网络查看:[大中小] 作者：椴木杉热度： 944 在工程应用上，对换热器的计算可分为两种类型：一类是设计型计算（或称为设计计算），即根据生产要求的传热速率和工艺条件，确定其所需换热器的传热面积及其他有关尺寸，进而设计或选用换热器；另一类是操作型计算（或称为校核计算），即根据给定换热器的结构参数及冷、热流体进入换热器的初始条件，通过计算判断一个换热器是否能满足生产要求或预测生产过程中某些参数（如流体的流量、初温等）的变化对换热器传热能力的影响。两类计算所依据的基本方程都是热量衡算方程和传热速率方程，计算方法有对数平均温差（LMTD）法和传热效率-传热单元数（e-NTU）法两种。 一、设计型计算 设计型计算一般是指根据给定的换热任务，通常已知冷、热流体的流量以及冷、热流体进出口端四个温度中的任意三个。当选定换热表面几何情况及流体的流动排布型式后计算传热面积，并进一步作结构设计，或者合理地选择换热器的型号。 对于设计型计算，既可以采用对数平均温差法，也可以采用传热效率-传热单元数法，其计算一般步骤如表5-2所示。 表5-2 设计型计算的计算步骤
体进出口温度计算参数P 、R ； 4． 由计算的P 、R 值以及流动排布型式，由j-P 、R 曲线确定温度修正系数j ；5．由热量衡算方程计算传热速率Q ，由端部温度计算逆流时的对数平均温差Δtm ； 6．由传热速率方程计算传热面积 。 体进出口温度计算参数e 、CR ； 4．由计算的e 、 CR 值确定NTU 。由选定的流动排布型式查取 e-NTU 算图。可能需由e-NTU 关系反复计算 NTU ；5．计算所需的传热面积 。 例5-4 一列管式换热器中，苯在换热器的管内流动，流量为 kg/s ，由80℃冷却至30℃；冷却水在管间与苯呈逆流流动，冷却水进口温度为20℃，出口温度不超过50℃。若已知换热器的传热系数为470 W/（m2·℃），苯的平均比热为1900 J/（kg·℃）。若忽略换热器的散热损失，试分别采用对数平均温差法和传热效率-传热单元数法计算所需要的传热面积。 解 （1）对数平均温差法 由热量衡算方程，换热器的传热速率为 苯与冷却水之间的平均传热温差为 由传热速率方程，换热器的传热面积为 A = Q/KΔt m = = m 3 （2）传热效率-传热单元数法 苯侧 (m C ph ) = *1900 = 2375 W/℃ 冷却水侧 (m c C pc ) =(m h C ph )(t h1-t h2)/(t c1-t c2) =2375*(80-30)/(50-20)= W/℃ 因此， (m C p )min=(m h C ph )=2375 W/℃ 由式（5-29），可得
高温过热器传热特性及寿命分析
高温过热器传热特性及寿命分析 摘要：近年来，各种类型的大容量火力发电机组不断涌现。过热器内部是高温高压的蒸汽，又布置在烟温较高的区域，工作条件最为恶劣，易造成锅炉爆管；同时锅炉设备实行状态检修需要了解管子蠕变损伤的程度。因此，分析过热器爆管的原因和蠕变损伤的机理，并对高温部件剩余寿命作出正确的评估，已成为保证火电厂安全运行和提高经济性的关键课题之一。 本文通过研究高温过热器的传热特性，分析了高温过热器爆管的原因，并介绍了高温腐蚀对爆管的影响，而且按工质流程逐个对微元段进行热力计算，掌握高温过热器壁温分布情况，以便于从根本上减少爆管发生率。同时根据拉——米参数式确定蠕变断裂时间，对过热器剩余寿命进行预测，以延长电厂的检修周期，提高电厂的经济性。 关键词：过热器；爆管；腐蚀；壁温计算；寿命分析 Abstract：In recent years, various types of large-capacity thermal power generating units will continue to emerge.Inside the superheater there is steam with high temperature and high pressure, at the same time the superheater is in the region where the flue-gas temperature is higher, so the superheater’s working conditions are most poor, resulting in the explosion of boiler pipes easily.Meanwhile in order to overhaul the boiler equipment on the basis of operating condition,it is necessary to know about the tubes’ creep damage extent. Therefore, the analysis of reasons for superheater explosion and creep damage mechanism ,also to assess the remaining life of high-temperature boiler parts correctly, have become one of the key projects that guarantees safe operation of thermal power plants and improves the economical efficiency. This paper analyzes the reasons for high-temperature superheater blasting via the research on heat transfer characteristics of high-temperature superheater, and puts emphasis on illustrating the effects that high-temperature corrosion have on the superheater explosion.In addition, according to the flow path of work substance,it conducts the thermodynamic calculation of small tube section separately ,grasping the wall temperature distribution of high-temperature superheater, in order to reduce the rate of tube explosion radically. At the same time the creep-rupture time is determined by Larson-Miller Parameter,and the remaining life of superheater can also be predicted ,which will be used to extend the maintenance cycle and improve the economy of thermal power plants. Keywords：Superheater; Tube Explosion; Corrosion; Wall Temperature Calculation; Life Analysis 1 引言 随着我国电力工业建设的迅猛发展，各种类型的大容量火力发电机组不断涌现，锅炉蒸汽参数的提高，使得过热器和再热器系统成为大容量锅炉本体设计中必不可少的受热面。这两部分受热面内工质的压力和温度都相当高，且大多布置在烟温较高的区域，因而其工作条件在锅炉所有受热面中最为恶劣，受热面温度接近管材的极限允许温度；而锅炉容量的日益增大，使其过热器和再热器系统的设计和布置更趋复杂[1]。这不可避免地导致并联各管内的流量与吸热量发生差异。当工作在恶劣条件下的承压受热部件的工作条件与设计工况偏离时，就容易造成锅炉爆管。 锅炉爆管严重威胁着火电机组的安全经济运行。据有关资料统计，爆管引起的非计划停运时间占总停运时间的20%左右，少发电量占总少发电量的25%左右。由此可见，其造成的经济损失十分巨大[2]。 事实上，当爆管发生时常采用所谓快速维修的方法，如喷涂或衬垫焊接来修复，一段时间后又再爆管。爆管在同一根管子、同一种材料或锅炉的同一区域的相同断面上反复发生，这一现象说明锅炉爆管的根本问题还未被解决。因此，了解过热器爆管事故的直接原因和根
板式换热器选型与计算方法(DOC)
板式换热器选型与计算方法 板式换热器的选型与计算方法 板式换热器的计算方法 板式换热器的计算是一个比较复杂的过程，目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU法。在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。目前，越来越多的厂家采用计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法，该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。 以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的： 总传热量(单位:kW). 一次侧、二次侧的进出口温度 一次侧、二次侧的允许压力降 最高工作温度 最大工作压力 如果已知传热介质的流量，比热容以及进出口的温度差，总传热量即可计算得出。 温度 T1 = 热侧进口温度 T2 = 热侧出口温度 t1 = 冷侧进口温度 t2= 冷侧出口温度 热负荷 热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为： （热流体放出的热流量）=（冷流体吸收的热流量）
在进行热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。 （1）无相变化传热过程 式中 Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W； mh,mc-----热、冷流体的质量流量，kg/s； Cph,Cpc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg·K)； T1,t1 ------热、冷流体的进口温度，K； T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。 （2）有相变化传热过程 两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡算式为： 一侧有相变化 两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程 式中 r,r1,r2--------物流相变热，J/kg； D,D1,D2--------相变物流量，kg/s。 对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算，则应按以上方法分段进行加和计算。 对数平均温差(LMTD) 对数平均温差是换热器传热的动力，对数平均温差的大小直接关系到换热器传热难易程度.在某些特殊情况下无法计算对数平均温差,此时用算术平均温差代替对数平均温差，介质在逆流情况和在并流情况下的对数平均温差的计算方式是不同的。在一些特殊情况下，用算术平均温差代替对数平均温差。 逆流时： 并流时：
高温过热器管材及壁温计算
高温过热器管材及壁温计算 附录A高温过热器管材及壁温计算点示意图
附录B高温过热器壁温计算汇总 高温过热器壁温计算汇总 序号管子编号 截 面 编 号 管子规 格 材料最高平均管壁温度℃ mm/ MCR 高加 全切 75% 定压 75% 滑压 1 第1根管子 1 φ54× 7.5 T91 567 .8 565. 562. 2 563. 9 2 第2～5根管子 中第2根 2 φ51× 7.5 12Cr2Mo WVTiB 548 .3 545. 6 548. 3 548. 3 3 第6根管子 3 φ51× 7.5 12Cr2Mo WVTiB 526 .7 522. 2 526. 1 525. 6 4 第1根管子 4 φ54× 7.5 TP-347H 598 .3 602. 2 595. 596. 7 5 第2,3,6根管 子中第2根 4 φ51× 7.5 TP-347H 561 .1 560. 2 595. 596. 7 6 第4,5根管子 中第4根 4 φ51× 7.5 T91 540 .6 537. 2 539. 4 560. 7 第1根管子 5 φ54× 7.5 TP-347H 553 .3 544. 4 557. 8 557. 8
8 第2,3,6根管 子中第6根 5 φ51× 7.5 TP-347H 583 .9 583. 9 575. 6 577. 8 9 第4.5根管子 中第4根 5 φ51× 7.5 T91 544 .4 541. 7 542. 8 543. 3 1 0 第6根管子 6 φ51× 7.5 TP-347H 539 .4 536. 7 53 6.7 536. 7 1 1 第2,3根管子 中第3根 7 φ51× 7.5 TP-347H 548 .9 547. 8 550. 548. 3 1 2 第1根管子8 φ54× 7.5 TP-347H 570 .6 574. 4 572. 8 573. 3 1 3 第2、3根管子 中第3根 8 φ51× 7.5 T91 563 .3 564. 4 560. 561. 1 1 4 第4、5根管子 中第4根 8 φ51× 7.5 T91 554 .4 553. 9 550. 550. 6 1 5 第6根管子9 φ51× 7.5 T91 557 .2 557. 2 551. 1 551. 7 1 6 第1根管子9 φ54× 7.5 TP-347H 565 .6 568. 9 568. 3 568. 3 1 7 第2,3根管子 中第3根 9 φ51× 7.5 T91 565 .0 566. 7 561. 7 562. 2 1 8 第4.5根管子 中第4根 9 φ51× 7.5 T91 558 .3 558. 3 553. 9 555.
锅炉过热器管壁温度特性研究
锅炉过热器管壁温度特性研究 李坚隆,曾汉才 (华中科技大学,湖北武汉 430071) [摘 要] 对一台锅炉过热器壁温在不同负荷下的变化情况进行了讨论。通过传热计算、现场实测以及对过热器管的金相分析等方法,得出在低负荷工况时,具有辐射或半辐射特性过热器的金属壁温有可能随负荷的下降而升高。对于以带基本负荷为设计原则的锅炉,长期在低负荷下运行,发生过热器超温爆管的可能性会增大。 [关键词] 锅炉;过热器;爆管;管壁温度;传热计算;金相分析 [中图分类号]TK223.3+2 [文献标识码]A [文章编号]10023364(2005)03003403 某电厂350M W机组锅炉为日本石川岛播磨重工株式会社制造的IH I FW型自然循环炉,露天布置。每台锅炉配置5台M BF型中速磨煤机,每台磨煤机带一层4只燃烧器,燃烧器为前后墙对冲布置。电厂按具有调峰能力的基本负荷设计,最低负荷为25% MCR。锅炉布置如图1所示,锅炉主要参数见表1。 PSH为一次过热器;PDW为分隔墙过热器;PL T为屏式过热器; FSH为末级过热器;RH为再热器 图1 锅炉布置 表1 锅炉主要参数 项 目数值 蒸发量/t h-11070 过热器出口蒸汽温度/541 过热器出口蒸汽压力/M Pa17.3 再热器蒸汽流量/t h-1886 再热器进口蒸汽温度/320 再热器进口蒸汽压力/M Pa 3.5 再热器出口蒸汽温度/541 再热器出口蒸汽压力/M Pa 3.4 给水温度/276 在锅炉尾部垂直竖井中设有烟气挡板,以改变前后两个并联竖井的烟气量分配,达到调节再热蒸汽温度的目的。 1 锅炉过热器系统 过热器系统流程如下:汽包!炉顶及包覆墙过热器!一次过热器(一级喷水减温)!分隔墙过热器(左右交叉)!屏式过热器(二级喷水,左右交叉)!末级过热器。 PSH位于锅炉尾部垂直竖井中,逆流布置,热交换面积为870m2,材质为ST BA22S和ST BA42 E;PDW布置在炉膛顶部,沿炉膛宽度35屏,材质为ST BA22S和ST BA24;PLT和FSH依次布置在炉膛出口,热交换面积分别为960m2和830m2,材质为 技术交流
国内外过热器再热器的布置及调温方式
国内外二次再热机组过热器、再热器布置的特点及其调温方式 (王萌 201200181172 热A) 摘要：二次中间再热技术是提高火电机组热效率的一种有效方法。本文从国内三大锅炉厂（上锅、哈锅、东锅）和国外经典二次再热机组日本姬路第二电厂6号机组入手，主要论述了，超超临界二次再热机组过热器、再热器布置的特点及其调温方式，并评价了其优缺点。 关键字：上锅哈锅东锅日本姬路第二电厂过热器再热器调温方式 我国是以煤炭为主要一次能源的国家，火力发电在我国电力生产中占有主导地位。在很长一段时间内，我国的能源结构不会发生大的改变。我们所要做的就是提高燃煤的利用效率和降低燃煤机组的污染物排放来改善能源紧张的情况和环境污染的压力。提高火电机组发电效率是我国电力行业发展的必然趋势。 二次中间再热技术是提高机组热效率的一种有效方法。一般再热蒸汽压力为过热蒸汽压力的20%左右。采用再热系统可使电站热经济性提高约4%~~5%。二次再热可使循环热效率再提高2%。二次再热系统中蒸汽在超高压缸和高压缸中做功后会分别在锅炉的一次再热器和二次再热器中再次加热。相比一次再热系统，二次再热系统锅炉增加一级再热系统，汽轮机则增加一级循环做功。本文将从国内外典型的二次再热机组过热器、再热器布置的特点及其调温方式进行说明，并对其优缺点进行评价。 1.上海锅炉厂新型二次再热超超临界锅炉机组 1.1上海锅炉厂二次再热锅炉典型举例 以国电泰州二期工程为例。国电泰州电厂二期2×1000MW超超临界二次再热燃煤发电示范项目是国内首个百万级超超临界二次再热机组。机组发电效率高达47.94%，比当今世界最好的二次再热发电机组效率47%高0.94%，比国内常规投运一次再热发电机组最高效率45.82%高 2.12%。机组设计发电煤耗256.2g/kWh，比当今世界最好水平低5g/kWh。项目采用二次再热综合提效技术较常规百万机组降低发电煤耗约10g/ kWh。与常规百万级超超临界机组相比，CO2、SO2、 NOx、粉尘排放量减少5%以上。 1.2过热器及再热器的布置 过热器受热面的布置为顶棚和包墙过热器、分隔屏过热器、屏式过热器、末级高温过热器；再热器受热面布置为二级布置，低温再热器和高温再热器。
1000MW超临界锅炉水冷壁壁温计算研究
1000MW 超临界锅炉水冷壁壁温计算研究 摘要本文选取的研究对象是某台1000MW 的超临界 塔式锅炉，采用的计算方法是分区计算，并简化高参数锅炉内的对流与辐射，将不同锅炉负荷条件下冷壁壁温的分布规律进行总结，对实测数据进行比较。我们发现，超超临 1000MW 机组锅炉启动冷态时，水冷壁易出现超温现象，从 而对水冷壁管材的寿命会产生一定的影响。因此，计算 100MW 超临界锅炉水冷壁壁温很有必要。计算结果表明，水冷壁爆管属于短时过热爆管。当水循环不良时或者水冷壁管出现堵塞时，会比较容易造成水冷壁爆管。因此，为了避免事故的发生，保证壁温适中，在锅炉运行时必须加强监控，控制煤含硫量以及入炉氧量。 关键词1000MW ；超临界锅炉；水冷壁壁温计算文献标识码A 中图分类号TK2 文章编号2095-6363（2015）10-0052-01 目前我国的发电技术已经走向了高效清洁的超临界燃 煤技术，利用这种方式发电必须要提高发电效率，而发电的效率取决与蒸汽动力的循环参数，如果参数高，那么机组的操作效率就高，如果参数低，那么机组的操作效率就偏低。
机组在运行的过程中，1000MW 超临界塔式锅炉的工质流动状态会发生很大的变化，这也会引起锅炉内的温度发生变化，因此，我们需要对锅炉温度进行计算，将温度控制在一定范围之内，以免发生意外现象。本文主要从超临1000MW 机组锅炉水冷壁超温情况、炉灶的分区、数学模型的建立以及温度的计算与分析四个方面进行阐述，其具体情况如下。 1 超临1000MW 机组锅炉水冷壁超温情况电厂1000MW 超超临锅 炉机组水冷壁的结构为垂直管 屏膜式水冷壁，其中运用了经过改进的内螺纹管。其材质为 AS213-T12,在上下炉膛间有设计水冷壁中间集箱，其工质在经过两级混合，再进入上炉膛。通过查询生产信息系统（SIS） 的数据记录，这组数据将电厂2009年1月12日到2010年1 月22 日所有机组5 次水冷壁超温的情况，具体情况如下。 超超临1000MW 机组锅炉水冷壁超温状况是在冷态启 动时超超临1000MW 机组锅炉由湿态转为干态运行后发生 的。其负荷一般300-400MW 的变压运行初期，也就是亚临超临 1000MW 机组锅炉水冷壁超温的测点位置都在前墙超超临1000MW 机组锅炉水冷壁中间信箱入口处，即炉膛标高 界直流运行初期，机组投入协调控制方式（CCS之前。超 45.5m 处。超超临1000MW 机组锅炉水冷壁超温测点在水冷 壁超过常规温度限度前，一般都在340 C左右，并可在5min 内迅速上升到540 C以上或更高，它有着突发性强的特点， 可调节性与可预测性都较弱。 2炉灶的分区 1000MW 超临界锅炉的安全性是电场正常运行的保障，
换热器设计计算步骤
换热器设计计算步骤 1. 管外自然对流换热 2. 管外强制对流换热 3. 管外凝结换热 已知：管程油水混合物流量 G ( m 3/d)，管程管道长度 L (m)，管子外径do (m)， 管子内径di (m)，热水温度 t ℃， 油水混合物进口温度 t 1’, 油水混合物出口温度 t 2” ℃。 1. 管外自然对流换热 1.1 壁面温度设定 首先设定壁面温度，一般取热水温度和油水混合物出口温度的平均值，t w ℃， 热水温度为t ℃，油水混合进口温度为'1t ℃，油水混合物出口温度为"1t ℃。 "w 11 t ()2 t t =+ 1.2 定性温度和物性参数计算 管程外为水，其定性温度为1()K -℃ 21 ()2 w t t t =+ 管程外为油水混合物，定性温度为'2t ℃ ''"2111 ()2t t t =+ 根据表1油水物性参数表，可以查得对应温度下的油水物性参数值 一般需要查出的为密度ρ (3/kg m ),导热系数λ(/())W m K ?，运动粘度2(/)m s ，体积膨胀系数a 1()K -，普朗特数Pr 。
表1 油水物性参数表 水 t ρ λ v a Pr 10 999.7 0.574 0.000001306 0.000087 9.52 20 998.2 0.599 0.000001006 0.000209 7.02 30 995.6 0.618 0.000000805 0.000305 5.42 40 992.2 0.635 0.000000659 0.000386 4.31 50 998 0.648 0.000000556 0.000457 3.54 60 983.2 0.659 0.000000478 0.000522 2.99 70 997.7 0.668 0.000000415 0.000583 2.55 80 971.8 0.674 0.000000365 0.00064 2.21 90 965.3 0.68 0.000000326 0.000696 1.95 100 958.4 0.683 0.000000295 0.00075 1.75 油 t ρ λ v a Pr 10 898.8 0.1441 0.000564 6591 20 892.7 0.1432 0.00028 0.00069 3335 30 886.6 0.1423 0.000153 1859 40 880.6 0.1414 9.07E-05 1121 50 874.6 0.1405 5.74E-05 723 60 868.8 0.1396 3.84E-05 493 70 863.1 0.1387 0.000027 354 80 857.4 0.1379 1.97E-05 263 90 851.8 0.137 1.49E-05 203 100 846.2 0.1361 1.15E-05 160 1.3 设计总传热量和实际换热量计算 0m v Q Cq t Cq t ρ=?=?v v C q t C q t αρβρ=?+?油油水水 C 为比热容/()j kg K ?，v q 为总体积流量3 /m s ，αβ分别为在油水混合物中 油和水所占的百分比，t ?油水混合物温差，m q 为总的质量流量/kg s 。 实际换热量Q 0Q Q *1.1/0.9= 0.9为换热器效率，1.1为换热余量。 1.4 逆流平均温差计算
锅炉受热面壁温测点布置说明
锅炉过热器、再热器壁温测量装置安装说明 前言：为保证锅炉过热器、再热器壁温测量装置正确安装，保证壁温测量正确 无误，为锅炉运行提供正确依据，确保锅炉安全运行，根据锅炉厂图纸和有关 资料特编写本说明。 一、壁温测点的编号原则 管屏的编号：面对锅炉前墙，从左侧墙至右侧墙横向第1排为#1屏，其余 以此类推。（与集箱布置位置无关） 同屏管子的编号：每屏的外圈管均定为#1管，其余以此类推。 二、锅炉过热器、再热器壁温布置 （进入控制室的热电偶总共294个测点，其中出口286点，进口8点） 1、一级过热器：（进口悬吊管共89排，每排7根；下管屏22排，分前、后墙，每排14根） 进入控制室的热电偶共52点 1.1 位于第20排上第#1—#14管（前墙、后墙共26点，其中#14管已包含在下 面的第20排中）。一般情况下#20排温度偏高。 1.2 位于横向第1，3，5，8，15，18，20，22排的第#14管（前墙、后墙共16 点）。同屏#14管温度最高。 1.3 位于横向第11、12排的第#5、#6管（共8点）。该管易堵垃圾。 1.4 进口炉外测点：第23、67排第#1管（共2点） 注：出口管的测点编号由下往上为#1管（外圈管），其余依此类推； 进口管的测点编号由上往下为#1管（外圈管），其余依此类推。 2、二级过热器：（上管组共178排，每排7根; 下管组共89排，每排14根） 进入控制室的热偶共41点。 2.1位于第15和75排上第#1，#3，#5，#7，#9，#11，#14管（共12点，其 中#1管已包含在下面的第15和第75排#1管中），一般情况下#15、#75排温度偏高。 2.2位于横向第 1，5，10，15，20，25，30，35，40，45，50，55，60，65，70，75，80，85，89排的第#1管（共19点），同屏#1管温度最高。
管壳式换热器传热计算示例(终)-用于合并
管壳式换热器传热设计说明书 设计一列管试换热器，主要完成冷却水——过冷水的热量交换设计压力为管程（表压），壳程压力为（表压），壳程冷却水进,出口温度分别为20℃和50℃，管程过冷水进，出口温度分别为90℃和65℃管程冷水的流量为80t/h。 2、设计计算过程： （1）热力计算 1)原始数据： 过冷却水进口温度t1′=145℃； 过冷却水出口温度t1〞=45℃； 过冷却水工作压力P1=（表压） 冷水流量G1=80000kg/h； 冷却水进口温度t2′=20℃； 冷却水出口温度t2〞=50℃； 冷却水工作压力P2= Mp a（表压）。改为冷却水工作压力P2= Mp 2)定性温度及物性参数： 冷却水的定性温度t2=( t1′+ t1〞)/2=(20+50)/2=35℃； 冷却水的密度查物性表得ρ2= kg/m3； 冷却水的比热查物性表得C p2= kJ/kg.℃ 冷却水的导热系数查物性表得λ2= W/m.℃ 冷却水的粘度μ2=×10－6 Pa·s； 冷却水的普朗特数查物性表得P r2=； 过冷水的定性温度℃； 过冷水的密度查物性表得ρ1=976 kg/m3； 过冷水的比热查物性表得C p1=kg.℃； 过冷水的导热系数查物性表得λ1=m.℃； 过冷水的普朗特数查物性表得P r2； 过冷水的粘度μ1=×10－6 Pa·s。 过冷水的工作压力P1= Mp a（表压） 3)传热量与水热流量 取定换热器热效率为η=； 设计传热量： 过冷却水流量： ； 4)有效平均温差 逆流平均温差：
根据式（3-20）计算参数p、R: 参数P： 参数R： 换热器按单壳程2管程设计，查图3—8得温差校正系数Ψ=； 有效平均温差： 5)管程换热系数计算： 附录10，初定传热系数K0=400 W/m.℃； 初选传热面积： m2； 选用φ25×无缝钢管作换热管； 管子外径d0=m； 管子内径d i=×=0.02 m； 管子长度取为l=3 m； 管子总数： 取720根管程流通截面积： m2 管程流速： m/s 管程雷诺数： 湍流管程传热系数：（式3-33c） 6)结构初步设计： 布管方式见图所示: 管间距s=0.032m（按GB151,取）； 管束中心排管的管数按所给的公式确定： 取20根；
过热器爆管的根本原因及对策
过热器爆管的根本原因及对策 二十世纪八十年代初，美国电力研究院经过长期大量研究，把锅炉爆管机理分成六大类，共22种。在22种锅炉爆管机理中，有7种受到循环化学剂的影响，12种受到动力装置维护行为的影响。我国学者结合我国电站锅炉过热器爆管事故做了大量研究，把电站锅炉过热器爆管归纳为以下九种不同的机理。 1、长期过热 1.1失效机理 长期过热是指管壁温度长期处于设计温度以上而低于材料的下临界温度，超温幅度不大但时间较长，锅炉管子发生碳化物球化，管壁氧化减薄，持久强度下降，蠕变速度加快，使管径均匀胀粗，最后在管子的最薄弱部位导致脆裂的爆管现象。这样，管子的使用寿命便短于设计使用寿命。超温程度越高，寿命越短。在正常状态下，长期超温爆管主要发生在高温过热器的外圈和高温再热器的向火面。在不正常运行状态下，低温过热器、低温再热器的向火面均可能发生长期超温爆管。长时超温爆管根据工作应力水平可分为三种：高温蠕变型、应力氧化裂纹型、氧化减薄型。 1.2产生失效的原因 (1)管内汽水流量分配不均； (2)炉内局部热负荷偏高； (3)管子内部结垢； (4)异物堵塞管子； (5)错用材料； (6)最初设计不合理。 1.3故障位置 (1)高温蠕变型和应力氧化裂纹型主要发生在高温过热器的外圈的向火面；在不正常的情况下，低温过热器也可能发生； (2)氧化减薄型主要发生在再热器中。 1.4爆口特征 长期过热爆管的破口形貌，具有蠕变断裂的一般特性。管子破口呈脆性断口特征。爆口粗糙，边缘为不平整的钝边，爆口处管壁厚度减薄不多。管壁发生蠕胀，管
径胀粗情况与管子材料有关，碳钢管径胀粗较大。20号钢高压锅炉低温过热器管破裂，最大胀粗值达管径的15%，而12CrMoV钢高温过热器管破裂只有管径5%左右的胀粗。 (1)高温蠕变型 a.管子的蠕胀量明显超过金属监督的规定值，爆口边缘较钝； b.爆口周围氧化皮有密集的纵向裂纹，内外壁氧化皮比短时超温爆管厚，超温程度越低，时间越长，则氧化皮越厚和氧化皮的纵向裂纹分布的范围也越广； c.在爆口周围的较大范围内存在着蠕变空洞和微裂纹； d.向火侧管子表面已完全球化； e.弯头处的组织可能发生再结晶； f.向火侧和背火侧的碳化物球化程度差别较大，一般向火侧的碳化物己完全球化。 (2)应力氧化裂纹型 a.管子的蠕胀量接近或低于金属监督的规定值，爆口边缘较钝，呈典型的厚唇状； b.靠近爆口的向火侧外壁氧化层上存在着多条纵向裂纹，分布范围可达整个向火侧。内外壁氧化皮比短时超温爆管时的氧化皮厚； c.纵向应力氧化裂纹从外壁向内壁扩展，裂纹尖端可能有少量空洞； d.向火侧和背火侧均发生严重球化现象，并且管材的强度和硬度下降； e.管子内壁和外壁的氧化皮发生分层； f.燃烧产物中的S、Cl、Mn、Ca等元素在外壁氧化层沉积和富集。 (3)氧化减薄型 a.管子向火侧、背火侧的内外壁均产生厚度可达1.0～1.5mm的氧化皮； b.管壁严重减薄，仅为原壁厚的1/3～l/8 ； c.内、外壁氧化皮均分层，为均匀氧化。内壁氧化皮的内层呈环状条纹； d.向火侧组织己经完全球化，背火侧组织球化严重，并且强度和硬度下降； e.燃烧产物中的S、Cl、Mn、Ca等元素在外壁氧化层沉积和富集，促进外壁氧化。
锅炉整体热力计算和壁温计算
一、锅炉整体热力计算 1 计算方法 本报告根据原苏联73年颁布的适合于大容量《电站锅炉机组热力计算标准方法》，进行了锅炉机组的热力计算和中温再热器及低温过热器出口垂直段管壁金属温度计算，计算报告中所选取的有关计算参数和计算式均出自该标准的相应章节。对所基于的计算方法的主要内容简述如下。 锅炉的整体热力计算为一典型的校核热力计算，各个受热面及锅炉整体的热力计算均需经过反复迭代和校核过程，全部热力计算过程通过计算机FORTRAN5.0高级语言编程计算完成。管壁温度计算分别通过EXCEL 和FORTRAN5.0完成。 1．1锅炉炉膛热力计算所采用的计算炉膛出口烟气温度的关联式为： 式中， M —考虑燃烧条件的影响，与炉内火焰最高温度点的位置密切相关，因此，取决于燃烧器的布置形式，运行的方式和燃烧的煤种； T ll —燃煤的理论燃烧温度，K ； Bj —锅炉的计算燃煤量；kg/h 。 1．2锅炉对流受热面传热计算的基本方程为传热方程与热平衡方程 除炉膛以外的其它受热面的热力校核计算均基于传热方程和工质及烟气侧的热量平衡方程。 计算对流受热面的传热量Q c 的传热方程式为： 式中， C V B T F M T cpj j a ? --+ψ?= 2731 )1067.5( 6.03 11 11111 " 11??Kg KJ Bj t KH Q c /?=
H —受热面面积； ⊿t —冷、热流体间的温压， 热平衡方程为： 既：烟气放出的热量等于蒸汽、水或空气吸收的热量。 烟气侧放热量为： 工质吸热量按下列各式分别计算。 a ．屏式过热器及对流过热器，扣除来自炉膛的辐射吸热量Q f b ．布置在尾部烟道中的过热器、再热器、省煤器及直流锅炉的过渡区，按下式计算： 2 计算煤种与工况 2.1 计算煤质 表1 设计煤质数据表(应用基) 2.2 计算工况 本报告根据委托合同书的计算要求，分别计算了两种不同的工况。 计算工况一 —— 设计工况计算（100％负荷） 根据表1中的设计煤质数据，各设计和运行参数均按《标准》推荐的数据选取。 计算工况二 ——设计工况计算(70%负荷） 根据表1中的设计煤质数据，各设计和运行参数均按《标准》推荐的数据选取。 Kg KJ I I Q T f d ) (0 1"'-?+-=α?Kg KJ Q i i B D Q f j d --= )'"(Kg KJ i i B D Q j d )'"(-= d c Q Q =