亚临界自然循环水动力特性的分析
1 0
文 章 编 号 :0 48 7 (0 1叭 一00 10 — 4 2 1 ) 1-6 7
工
业
锅
炉
21 0 1年第 1期 ( 总第 15期 ) 2
亚临 界 自然循 环 水 动 力特 性 的分 析
徐锋 飞 , 韦志平 , 李 俊, 董祖康
( 锡华 光锅 炉股份 有 限公 司 , 无 无锡 24 2 ) 1 0 8
Th u m a i e o he W a e n m i a y i o eS m rz f t t r Dy a c An l ss f r S b — Cr tc lNa u a r u a i n Bo l r u — i a t r lCi c l t ie s i o
xu F n — iW E h — ig L u DO uk n e gf , IZ ipn , I n, NG Z —a g e J
事 循 环 流化 床 锅 炉
的 设 计 以 及 锅 炉( x H au n o e o Ld Wui 1 0 8 C ia Wui u g agB i rC . t , x 2 4 2 , hn ) l
摘 要: 结合 国内外锅炉生产厂 家的亚 临界 自然循环 锅炉水动 力计算 数据 和已经运 行 的
亚 临 界 自然循 环锅 炉 的运 行 测 试 数 据 , 锅 筒 压 力 和 循 环 回路 的 结 构 特 性 如 水 冷 壁 管 内径 、 对 循
环 回路高度、 下降管和引 出管与上升管 的截 面 比等对 亚临界 自然 循环锅 炉水循 环特性 的影 响 , 管子内壁 粗糙 度、 局部阻力系数、 内旋风分离器阻力 、 锅 锅筒凝汽率等参 数在水循环计算 时 的选
O 前 言
低 碳经 济首要 任务 是节 能减排 。热 电联 产 的燃
倒 流 , 向防止传 热 恶 化 和不 出现 极 限循 环 倍 率等 转 方面 。从我 国 3 0~6 0 Mw 自然 循 环 锅 炉 的计 算 0 0 分 析 可看 出 , 传热 恶 化 已成 为 校 核水 冷 壁 工 作 可靠 性 的主要 项 目。但 是 , 有 的水 动 力 计 算 方 法 ¨ 已
it p rt n,a ay e h ol rd u p e s r n h t cu a h r c eit so e c r ua ig l o n h ee t n no o ea i o n z d t e b i r m r s u e a d te s t r lc aa trs c ft i lt o p a d t e s lci l e u r i h c n o
Ab t a t I e a d n ot ewae y a cc lu ain d t rs b—c i c l au a i u ai n b i r r m e ma — s r c :n rg r ig t h trd n mi ac lt aaf u o o r i a tr l r lt ol s o t n t n cc o e f h
t e s b—c i c ln t r lcru a in b i r ,l e t e s cin r t s a n o c me s i e u e n ie s u e i s e h u rt a au a ic lt ol s i h e t ai mo g d wn o r ,r rt b sa d rs r ;tb n i i o e k o o s d r u h e s a il e i a c o f ce t y ln e a ao e itn e,d m t rsd ta e n e c ai o g n s ;p r a ss n e c ef in ,c co e s p r trr ss c t r t i a u r wae ie s m o d n e r t e o;a d t e a — n h s s sme t ft e rl b l y o olr w trcr u ain e s n ei i t fb i ae i l t . o h a i e c o Ke r s s b—c i c l a u a ic l t n;r la i t fwa e ic l to y wo d :u rt a ;n t r l r u a i i c o ei b l y o t r cr u a i n i
o he p r mee s,e g. I o trwalt b ft a a tr . D fwae l u e;heg t ih t ecr u ai g lo ; atr h ti fu n e t e wae ic ltngo i ic l tn o p m t s ta nl e c h trcr u ai f l e
取 , 循环可靠性的评定等进行了分析 。 水 关键词 : 临界 ; 亚 自然 循 环 ; 环 特 性 循 中 图分 类 号 : K 1 T 22 2 文献标识码 : A 第 一 作 者 : 锋 飞 徐 ( 98 一) 西 安 交 17 , 通 大 学 工 程 硕 士 在 读 , 程 师 , 要 从 工 主
2什么是临界、亚临界、超临界、超超临界
问:工业上有“超临界”、“亚临界”等词汇,请问所谓的“临界”是什么意思?答:1、临界,顾名思义,就是临近界限。
一般指会导致结果截然不同的条件,例如当一个能举起一百斤的人手里拿了一百零一斤的时候,他就举不起来了,这一百斤就是他的临界值。
超临界就是附加某些因素后,使条件超过原有的临界值,还能得到原来的结果。
例如还是前面那个力举百斤的人,吃了兴奋剂,一下子举起了一百二十斤,这就是一个超临界现象。
而亚临界则是指虽然还没有到达临界,但却已经接近了,结果虽然没有改变,但其稳定性已经大打折扣,随时会因为突发因素而导致改变。
依然是这个人,举了九十九斤的东西就是亚临界了,虽然是能举,但举着这个,他膝盖就要打颤,没法顺利迈步,如果一阵风吹过来,他就有可能要倒,这就叫他已经到了亚临界了。
2、所谓的“临界”是指锅炉工作情况下承受的一定温度和压力的蒸汽状态。
可以查出水的临界压力为22.565MPa,由此知,此压力对应下的状态叫临界状态;压力低于25MPa (对应的蒸汽温度低于538摄氏度)时的状态为亚临界状态;压力在25MPa时的状态(对应的蒸汽温度高于538摄氏度)为超临界状态;而压力在25-28MPa之间(温度在600度以上)则称为超超临界。
3、水在加热过程中会汽化,一个饱和压力下必然对应一个饱和温度。
在水的定压加热过程中,每个压力下,水都将经历一个未饱和水(o)点,饱和水(a)点,湿饱和蒸汽(x)点,干饱和蒸汽(b)点,直至过热蒸汽(e)点。
随着压力的增高,a 点有向右移动的趋势,b点有向左移动的趋势,汽化阶段随着压力的增高而逐渐缩短,当a 点和b点重合时,这点就是水的临界点,此时饱和水和饱和蒸汽已经没有任何差别。
因此,水的临界点P=22.129MPa,T=374.12℃亚临界火电机组蒸汽参数:P=16~19MPa,T= 538℃/ 538℃或T= 540℃/ 540℃。
当蒸汽参数超过水临界状态点的参数,统称为超临界机组,(Supercritical)以(SC)表示。
自然循环的流动特性及安全性汇总
(3)水冷壁管内壁结垢
• 锅炉运行水质不合格,含盐量超标,当 水在管内受热蒸发时,盐分从水中析出, 沉积在管壁上,形成盐垢。 • 结垢的管子管壁温度就升高。这种破坏 决不亚于停滞、倒流和膜态沸腾的影响。 • 水冷壁管内结垢时,流动阻力也随着增 大,容易引起停滞或倒流。
42-38
(5)变负荷速度过快或低负荷 运行时间过长
二、管内流型及传热区域 如图6-8所示,欠热水由管子下部进入, 工质沿管长经历了五种流型: 单相水的流动(A段):水温↑,未至 饱和温度,无蒸汽。 过冷气泡状流动(B段):紧贴管子 内壁面的水温↑至饱和并产生汽泡,管子 中部水仍欠热,平均水温tg逐渐升高。
42-4
饱和汽泡状流动 (C段)——全部工质 至饱和温度,汽泡不 再凝结,含汽量从x=0 开始逐渐增大。 弹状流动(D 段)—— 随着含汽量 增大,汽泡聚合成弹 状,温度保持饱和温 度。
m/s
(10 - 3)
42-2
3.含汽率 1)质量含汽率:在汽水混合物中,蒸 汽的质量流量与汽水混合物的总质量流量之 比称为质量含汽率x。 2)容积含汽率(不考虑汽和水之间的 相对滑动):蒸汽的容积流量与汽水混合物 的容积流量之比称为容积含汽率。 4.循环倍率K:循环水流量与蒸汽流量 之比
42-3
42-39
五、提高自然循环安全性的措 施
• 水冷壁平行管存在着热偏差,个别管子 的循环流速与循环倍率不同程度地小于 平均情况下的数值,可能发生循环停滞、 倒流或传热恶化等循环事故。
42-40
1.水冷壁管径
42-41
(二)循环回路中水冷壁管屏的宽度 一般,炉膛一面墙的水冷壁分成3~4 个或更多的管屏组成。 (三)下降管和导汽管
受热很弱的管子容易出现停滞或倒流, 受热很强的管子可能出现膜态沸腾,其 结果都是导致管子局部发生传热恶化, 管壁温度升高。
1025th亚临界压力自然循环锅炉解析
801.5
1020
23
省煤器给水温度
℃
258
256
253
236
237
215
215
196
185
258
24
省煤器出口温度
℃
283
282
280
271
266
254
247
231
231
283
25
预热器一次风进风温度
℃
28
28
28
28
28
28
28
28
28
28
26
预热器二次风进风温度
℃
23
23
23
23
23
Mad
%
2.85
4.07
干燥无灰基挥发份
Vdaf
%
32.31
35.98
收到基低位发热量
Qnet,ar
KJ/Kg
22441
20430
哈氏可磨系数
HGI
57.64
46
煤灰熔融性:
灰变形温度
DT
℃
1110
1130
灰软化温度
ST
℃
1190
1200
灰熔化温度
FT
℃
1270
1350
灰成份分析:
二氧化硅
SiO2
%
50.41
54.26
三氧化二铝
Al2O3
%
15.73
21.74
三氧化二铁
Fe2O3
%
23.46
13.1
二氧化钛
TiO2
%
1.59
0.89
《工业锅炉》2011年第1~6期分类索引
在 用燃油气锅 炉热效率计算 与评 价 …………………………
… … … … … … … … … …
彭小军 , 孙向军 , 傅传运 ( 1 ) 2・ 3 李 荣, 朱 琳 ( 1) 2・ 7
温芝香 , 葛升群 , 晓明( 1 ) 张 6・ 4
新型生物质燃料锅炉 的研发与应用 ……………………… …
基于变频控制技术 的燃油气锅炉燃烧器的开发和应 用 ……
… … … … … … … … … … … … …
稻壳内混式循环流化床燃烧试验研究 ……………… …… …
… … … … … … … … … … …
马得明 , 王善武 ( 1 ) 5・ 9
直接接触式烟气降温减湿节能器的研制与试验分析 ………
… … … … … … … … … … … … …
电弧炉余 热锅 炉设 计 ………… …… …………………………
… … … … … … … …
杨 彬, 沈士兴 , 王方荣 , ( 2 ) 等 3・ 0
吴 国妹 , 于子文 ( 3 ) 4・ 9
S S3 — 14 D燃 电石炉尾气 锅炉的设 计开发 ………… Z 5 . 一Q
… … … … … … … … …
生 物 质 热 解 技 术 的现 状 、 展 趋 势 及 研 究 … … … … …… … 发
… … … … … … … … … … … … …
陈闵叶 , 培雷 , 孙 项
阳 , ( 9 等 6・ )
蔡晓锋 , 张
涛( 1 ) 2・ 0
鼓泡流化床焚烧炉污泥干化焚烧处 理特性及 能耗研究 … …
范海燕 , 刘建 忠, 顾震宇 , ( 3 ) 等 3・ 1
300MW亚临界锅炉低负荷水动力特性研究
⑶» 《32)
(33); U34n U35)} Q36)
汽包
图2模型流动网络系统示意
根据上述流量回路及压力节点划分结果,对 各回路的流量及各节点的压力进行假设,列岀回 路、连接管和节点所遵循的质量守恒、动量守恒( 能量守恒方程-11&3. ,并对非线性流量平衡和压降 平衡方程组的方法进行直接求解,即可得到各回 路的流量分配和节点压力分布特性&以此为依 据,对该300 MW亚临界自然循环锅炉在30U THA及20U THA工况下的水动力安全性进行 综合评估分析&
!!""
壁下集箱后,自下而上沿炉膛四周不断加热,出口 含汽率(即汽水混合物中蒸汽的质量流量百分比) 为0. 15〜0. 35的汽水混合物进入水冷壁上集箱, 然后由98根外径为159 ==、壁厚为18 ==的引 出管引至锅筒,在锅炉汽包内进行汽水分离&
@!|T}~
以该300 0*亚临界自然循环锅炉为研究 对象,将水冷壁划分为由流量回路、压力节点和 连接管组成的流动网络系统,并根据质量守恒、 动量守恒和能量守恒方程,建立300 0*亚临界 自然循环炉水冷壁流量和壁温计算的数学模型& 依据JM/Z 201$1983《电站锅炉水动力计算方 法+采用直接求解非线性流量平衡和压降平衡 方程组的方法,对30% 2XA及20% 2XA工况 下的水动力安全性进行评估计算&
5$8",3E'.H$&@/(M9"&85"6(8",%$%9B"5B(/$8",%@/,F5$8."%8'.6,"/.5F$8.5F$/$5.9"&85"6(8.9F"8''")'.5
亚临界和超临界原理
亚临界和超临界原理亚临界和超临界原理是研究流体动力学的重要理论基础。
它们在能源利用、环境保护以及工业生产等领域有着广泛的应用。
本文将从亚临界和超临界原理的定义、特点和应用三个方面进行探讨。
一、亚临界和超临界的定义亚临界是指流体在低于临界点的温度和压力条件下存在的状态。
临界点是指流体在一定温度和压力下,液态和气态之间不再有明显的界限,称为临界点。
超临界是指流体在高于临界点的温度和压力条件下存在的状态。
亚临界和超临界的状态具有一些特殊的性质。
在亚临界状态下,流体的密度随温度和压力的变化而变化,可以通过调节温度和压力来控制流体的物性。
在超临界状态下,流体的密度比亚临界状态更小,粘度更低,与气体性质相似。
二、亚临界和超临界的特点亚临界和超临界的特点使其在能源利用和环境保护方面具有重要应用价值。
1. 能源利用方面:亚临界和超临界流体具有较高的热物性,可以用于煤炭、天然气等化石能源的高效利用。
通过调节温度和压力,可以实现煤炭气化、燃烧和燃气脱硫等过程的优化控制,提高能源利用效率。
2. 环境保护方面:亚临界和超临界流体在环境保护领域有着广泛的应用。
例如,在废水处理中,亚临界和超临界流体可以用于溶解和分解有机污染物,具有高效、无污染和可回收利用的特点。
此外,亚临界和超临界流体还可以用于固体废物的处理和资源化利用。
三、亚临界和超临界的应用亚临界和超临界原理在工业生产中有着广泛的应用。
1. 超临界流体萃取技术:超临界流体萃取技术是一种高效的分离和提取技术,广泛应用于天然产物的提取和纯化。
通过调节温度和压力,可以实现对物质的选择性提取,避免使用有机溶剂,减少环境污染。
2. 超临界干燥技术:超临界干燥技术是一种高效的干燥技术,广泛应用于食品、药品和化工等领域。
与传统的热风干燥相比,超临界干燥具有干燥速度快、产品质量好、能耗低等优点。
3. 亚临界流体脱色技术:亚临界流体脱色技术是一种高效的染料脱色技术,广泛应用于纺织、印染等行业。
亚临界300~350MW自然循环水动力特性的计算分析综述
面。我 国发展 3 0~ 6 0 0 0 MW 自然 循环锅 炉 的 2 0 0 MW 锅炉进行 水循环特性 分析 ,并对 【】中 1 计算 分析 可看 出 ,传 热恶 化 已成 为保 证 水冷 壁 工 作可靠 性 的主要 校核 项 目,以致必 须 采用 内 螺纹 管来确 保 工作 可靠 性 。至今 亚 临界压 力 自 的 6 0/ 燃 油锅 炉 的计 算实例 进 行 比较 ,此 7t h
机容量 中 占较 大 比重 ,与 6 0~ I 0 MW 超超 0 O0
已有方 法 … 作 了各 种分 析计 算 ,提 出 了不 少 1
临界机 组 同时 ,在 热 电联产 机 组 中高参 数 大容 有 用 的 见 解 ,有 的 还 进 行 过 一 些 现 场 测 试 。
量锅 炉将逐步替 代 中小 型机组 ,3 0~ 6 0 0 0 MW 不 少 资料 已作 为 七 五 攻 关 课 题 在 专 业 会议 上 5 的亚临界 锅炉将 在 大型 热 电联产 的 机组 中推 广 进 行 交 流 。值 此 本 公 司 在 成 功 掌 握 10~ 0 MW 超 高压 自然循环 锅 炉基 础上研 发 3 0 0 使 用 。从锅 炉结 构及 可 靠性 方 面 ,这 种机 组 已 2 0
外 ,还对 4 0/ 四角布 置煤 粉 锅炉 采用 不 同 8th
管径 的水 动力 特性 进行 对 比,其 计算结 果 列 于
然循环锅炉 已在 6 0 0 MW 机 组成功 运行 ,还 可 表 l 。表 1 中对 循环 流化床及燃 油锅炉 以及 引 以发展到 9 0 0 MW 以上的 锅炉机 组 。但 是 , 已 进的 6 0/ 7t h锅 炉均为 长方形炉膛 ,仅 4 0/ 8th 有 的水动力计算 方法 [】 [】 1 和 2 的编 制都局 限在 煤 粉锅 炉 为 四角布 置方 形炉膛 ,计 算 中均取 侧 研 制 l0~ 2 0 O 0MW 高压和超 高压 锅炉上 ,其 墙 回路 ( 3个 )当作 热负荷最 高的 回路 ,数 分 自然 循环 水动力计 算方法有 很大 的局 限性 。 据 有 一定 代表 性 ,表 中均 为 侧 中回路 ,作 为 代 在上 世纪 8 0~ 9 0年 代 ,国产 3 0 0 MW 亚 表性计 算结果 。
300MW、600MW机组亚临界锅炉水循环
300MW、600MW机组亚临界锅炉水循环发表时间:2008-12-16T16:06:56.153Z 来源:《中小企业管理与科技》供稿作者:王春生孙淑玲于楠[导读] 摘要:阐述了亚临界自然循环与控制循环的水动力特点,列出了下降管有效压头、运动压头与阻力之间的关系式,实际与理论循环倍率,过冷度等数学表达式,并阐明了校核两种循环方式水冷壁可靠性的准则,同时对哈锅炉公司投运的典型的60万机组控制循环锅炉与30万机组两种循环方式的水循环特性作了详细比较,并提出了改进措施与开发60万机组自然循环锅炉建议。
关键词:亚临界自然循环控制循环摘要:阐述了亚临界自然循环与控制循环的水动力特点,列出了下降管有效压头、运动压头与阻力之间的关系式,实际与理论循环倍率,过冷度等数学表达式,并阐明了校核两种循环方式水冷壁可靠性的准则,同时对哈锅炉公司投运的典型的60万机组控制循环锅炉与30万机组两种循环方式的水循环特性作了详细比较,并提出了改进措施与开发60万机组自然循环锅炉建议。
关键词:亚临界自然循环控制循环1.影响水循环系统安全性的因素除了与质量流速、热负荷等直接影响DNB裕度的这些因素有关外,还和给水质、酸洗的及时性和下降管入口过冷度等有关。
由于水处理系统的原因导致炉水中含氢或其它杂质将造成和子的氢腐蚀或严重的结垢,甚至诱发垢下腐蚀而使水冷壁管泄漏。
此外,管子内壁的垢层也将导致传热系数的降低,运行的因素也不可忽视,最常见的是由于炕内空气动力场不良导致火焰贴壁甚至直接冲刷水冷壁造成该处过高的局部热负荷而爆管。
2.各公司对亚临界锅炉水循环安全性的设计准则2.1CE公司:只规定设计时应根据锅炉压力、水冷壁最大局部热负荷和最大口干度由曲线查取允许最小质量流速,在此基础上加适当的裕量作为采用的最小质量流速,至于整台锅炉的平均质量流速应再加10%~20%的裕量,由此平均质量流速可获得锅炉的总循环水量和循环倍率,对采用内螺纹管的改进型控制循环的30~60万机组锅炉来说,循环倍率一般为2~2.5,30万机组锅炉的循环倍率略大于60万机组锅炉。
东锅DG2028/17.45-Ⅱ5型亚临界锅炉存在的问题及分析处理
东锅DG2028/17.45-Ⅱ5型亚临界锅炉存在的问题及分析处理DG2028/17.45-Ⅱ5型亚临界锅炉为东方锅炉(集团)公司投运较早的600MW 机组配套锅炉,本文将主要从该型锅炉运行所暴露出来的一些设备问题进行分析,并提出一些处理意见。
标签:DG2028/17.45-Ⅱ5型亚临界锅炉;存在的问题;分析处理广安电厂#61、#62锅炉均为东方锅炉厂制造的DG2028/17.45-Ⅱ5型亚临界参数、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、尾部双烟道、全钢构架的Π型汽包炉,再热汽温采用烟气挡板调节。
锅炉主要设计参数如下表所示:锅炉燃烧室蒸发受热面采用膜式水冷壁,水循环采用单汽包、自然循环。
锅炉过热器系统由顶棚过热器、包墙过热器、低温过热器、屏式过热器和高温过热器组成。
再热器系统按蒸汽流程依次分为低温再热器和高温再热器。
本机组采用前后墙对冲燃烧方式,制粉系统为中速磨正压直吹式系统。
锅炉共配有30只低NOx旋流式煤粉燃烧器,30只燃烧器分三层分别布置在锅炉前后墙水冷壁上,每层各有5只燃烧器。
广安公司的#61、#62炉分别于2006年12月和2007年7月投产,从投产以后的运行情况来看,主要表现出来有以下问题:一、过、再热器减温水量大。
该两台锅炉自投运后,一直存在减温水量大的问题,其中#61炉减温水量在額定负荷达到了267t/h,其中过热器减温水量为212t/h,再热器减温水量为57t/h;#62炉减温水量在额定负荷达到了224t/h,其中过热器减温水量为179t/h,再热器减温水量为45t/h;该两台锅炉均严重偏离了过热器减温水量为60t/h,再热器减温水量为0的设计值。
由于机组运行时大量投入减温水,造成锅炉运行极不经济,同时引起屏式过热器管超温严重,经分析以上问题主要是由于该型锅炉蒸发受热面(含省煤器)的吸热偏小,而低过、高过、再热器等对流受热面的吸热量相对偏大。
按照增加蒸发吸热、减少过热吸热的目标,广安公司在运行调整手段上采取了较多的措施,如加强炉膛及省煤器吹灰、减少过热器和再热器受热面的吹灰;尽量投下层燃烧器降低火焰中心高度;保持较低的过量空气系数;不投燃烬风等措施。
超临界与亚临界机组特点比较
超临界机组与亚临界机组特点的比较2006-10-25 20:42600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验技术研究一、任务来源汽轮机作为一个高速转动机械必须保证转速不超过它设计允许的最高转速,以防止超速产生的严重后果。
在防止机组发生甩负荷工况时的动态转速飞升方面,起主要作用的就是超速保护限制回路,也即OPC 保护回路,而甩负荷试验是考核汽轮机调速系统动态特性最直接、最常用的方法。
所以,对于甩负荷试验而言,OPC 超速保护回路是最重要的。
甩负荷试验是一项较为复杂和极其重要的试验.涉及到各机、炉、电、热、化各专业,并具有一定的风险性。
由于甩负荷试验对于保证机组安全稳定运行有重要意义,目前新机组在基建期间,移交生产前,都基本会按照有关要求进行甩负荷试验,但由于甩负荷试验涉及到各专业,自身技术上比较复杂,在各地实际进行的甩负荷试验中,由于认知和理解上的不同,存在不同的技术观点,导致实际甩负荷试验操作中,有不同的操作方式,甩负荷的试验结果也不尽相同,很多试验存在一些问题,比如试验过程中二次飞升转速比较高、OPC 动作次数过多、甩负荷后机组没法维持空转并再次并网接带负荷等问题,不仅影响到机组的定期投产,也影响到电网的安全稳定。
尤其近年超临界机组的建设投产比较多,超临界机组的甩负荷试验,暴露出一些新的问题。
本文正是在这个背景下,结合广东正在建设的600MW 等级的亚临界及超临界机组,对于600MW机组的甩负荷试验,进行了深入的分析和比较研究,全面掌握现代大型机组甩负荷试验的技术要点,着重解决实际甩负荷试验过程中的关键技术难点,为大型机组的甩负荷试验,包括即将大规模投产的1000MW 机组的甩负荷试验,提供技术支持和技术指导,为保证现代大型机组甩负荷试验的顺利进行和机组的安全稳定运行服务。
为此,广东省电力工业局试验研究所于2006 年开始了该项目的研究工作,项目名称:600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验技术研究。
