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燃煤锅炉回转式空预器防堵技术研究与应用

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2024年第8期 0001-0004页

作者：李增杰长安益阳发电有限公司湖南益阳413000

随着国家煤电节能减排升级与改造行动计划的实施,大型火电厂进行了超低排放改造,电厂普遍采用SCR脱硝工艺,但空预器发生了不同程度的堵塞现象,严重时影响机组的带负荷能力。本文通过对某电厂两台330MW机组回转式空预器的堵塞原因进行了... 详细信息

随着国家煤电节能减排升级与改造行动计划的实施,大型火电厂进行了超低排放改造,电厂普遍采用SCR脱硝工艺,但空预器发生了不同程度的堵塞现象,严重时影响机组的带负荷能力。本文通过对某电厂两台330MW机组回转式空预器的堵塞原因进行了深入分析,提出了采用高温风等措施来解决回转式空预器堵塞的新思路和新方法,应用前景广泛,是空预器防堵技术的一种创新。

关键词：回转式空预器硫酸氢铵低温腐蚀高温热风防堵

燃煤锅炉回转式空预器密封改造技术的研究与应用

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自动化应用 2024年第12期65卷 141-143页

作者：温泽森晋能控股集团朔州热电有限公司山西朔州036000

回转式空预器的漏风改造已成为各火力发电厂节能挖潜的成熟选项。针对朔州热电有限公司2×350 MW超临界循环流化床锅炉自2020年初投产以来回转式空预器漏风率高达15%以上的现状,基于“双碳”目标下节能减排要求,三向密封结构研究、升级... 详细信息

回转式空预器的漏风改造已成为各火力发电厂节能挖潜的成熟选项。针对朔州热电有限公司2×350 MW超临界循环流化床锅炉自2020年初投产以来回转式空预器漏风率高达15%以上的现状,基于“双碳”目标下节能减排要求,三向密封结构研究、升级改造已迫在眉睫。通过#2锅炉回转式空预器滚动柔性接触式密封改造,将空预器在各种负荷下的漏风率降至6%以下,较好地解决了电流波动、扇形板磨损、冷端密封腐蚀等问题,显著提高了机组运行的安全可靠性和经济性。

关键词：回转式空预器漏风率密封

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回转式空预器漏风大的原因及改进

电力建设 2002年第6期23卷 12-14,22页

作者：周英文任勤让西北电力建设第三工程公司陕西省咸阳市712200 陕西省电力公司物资总公司西安市710068

回转式空预器普遍存在漏风问题 ,漏风大严重影响锅炉的安全、经济运行。应从设计、制造、安装、运行及运输 5方面找出空预器漏风大的原因 ,并相应地从这 5方面采取改进措施。只要能总结安装、运行工作中的经验和教训 ,并借鉴国外先进经... 详细信息

回转式空预器普遍存在漏风问题 ,漏风大严重影响锅炉的安全、经济运行。应从设计、制造、安装、运行及运输 5方面找出空预器漏风大的原因 ,并相应地从这 5方面采取改进措施。只要能总结安装、运行工作中的经验和教训 ,并借鉴国外先进经验 ,就可使空预器漏风率减小并达到国外 5 %～ 8%的先进水平。

关键词：回转式空预器漏风原因改进

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回转式空预器内部温度场的数值计算

华东电力 2009年第9期37卷 1614-1618页

作者：梁海文邱凤翔姚学忠司风琪徐治皋东南大学能源与环境学院南京210096 大唐淮南田家庵发电厂安徽淮南232007

采用了基于空预器换热模型的数值计算方法来求解空预器内部温度场。针对双分仓回转式空预器的传热机理与特点,建立了三维对流换热模型并利用有限容积法进行求解。除此之外,建立了回转式空预器入口前的烟气与空气通道模型,得到了在不同... 详细信息

采用了基于空预器换热模型的数值计算方法来求解空预器内部温度场。针对双分仓回转式空预器的传热机理与特点,建立了三维对流换热模型并利用有限容积法进行求解。除此之外,建立了回转式空预器入口前的烟气与空气通道模型,得到了在不同半径处的对流换热模型的入口速度与温度条件。对典型300MW双分仓回转式空预器的计算实例表明,数值方法的计算结果与试验结果吻合,是实现空预器冷端金属温度监测的有效可行的方法,能够为回转式空预器的经济运行提供有力指导。

关键词：回转式空预器温度场数值方法

回转式空预器温度场分析及热补偿密封装置研究

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回转式空预器温度场分析及热补偿密封装置研究

作者：张明尧西南交通大学

学位级别：硕士

火力发电是我国总发电量的74.16%。回转式空气预热器因结构紧凑,换热效率高等优点被广泛应用在火电厂锅炉中。但由于空预器结构和大温差工况,使它的漏风率从3%%突增超过10%。电科院数据显示:一套600MW机组的漏风率减少1%,5000小时能节... 详细信息

火力发电是我国总发电量的74.16%。回转式空气预热器因结构紧凑,换热效率高等优点被广泛应用在火电厂锅炉中。但由于空预器结构和大温差工况,使它的漏风率从3%%突增超过10%。电科院数据显示:一套600MW机组的漏风率减少1%,5000小时能节省标准煤4620吨。降低空预器漏风率不仅对环境污染防治有积极作用,对节约资源和降低成本也效果显著。本文分析了回转式空气预热器的结构,概述了空气预热器的漏风研究现状和密封装置研究现状,确定空预器漏风主要原因是转子两端面温差较大(超过250℃),发生“蘑菇状”热变形导致热端径向间隙变大,漏风率突增。介绍了一种由柔性密封刮片和热补偿金属结构组合构成的复合型柔性密封装置,能够自适应密封热端径向漏风间隙。以阜阳某600MW回转式空预器为研究对象,通过理论和仿真结合对比研究了空预器转子的温度分布和变形。对现有数学模型研究进行分析,归纳出空预器转子温度数学模型;建立了空预器流体热仿真模型,进行转子温度分布和热变形仿真分析,利用仿真结果验证了数学模型误差为18.4%,经验公式误差为4.9%。简要分析了柔性密封刮片和密封装置的工作原理,重点研究了热补偿金属结构。通过理论计算和仿真分析,得到了适合变形量5mm9.7mm的热补偿金属结构。并研究了热双金属参数(长度、宽度、厚度)对热补偿金属结构变形量的影响,为复合型柔性密封装置系列化、标准化提供理论指导,也为中高温环境下的结构设计提供一种新思路。考虑到温度效应,研究了阜阳600MW空预器扇形板和轴向密封板在吊装和400℃工作环境下的安全性。建立了热端扇形板和轴向密封板有限元模型,通过热场分析得出:运行状态时轴向密封板安全系数为15.7,热端扇形板安全系数为1.39。

关键词：回转式空预器密封装置数学模型流体仿真热双金属安全性

回转式空预器中带扰流孔波纹板的传热和阻力特性研究

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回转式空预器中带扰流孔波纹板的传热和阻力特性研究

作者：黄风良浙江大学

学位级别：硕士

截止2013年底,火电占我国装机总容量的69.14%,未来十年仍占60%以上。回转式空预器为火力发电厂回收余热的重要装置,传热波纹板是回转式空预器的核心部件,其性能决定回转式空预器的传热性能、流通阻力及积灰情况。为有效提高回转式空预... 详细信息

截止2013年底,火电占我国装机总容量的69.14%,未来十年仍占60%以上。回转式空预器为火力发电厂回收余热的重要装置,传热波纹板是回转式空预器的核心部件,其性能决定回转式空预器的传热性能、流通阻力及积灰情况。为有效提高回转式空预器的综合性能,本文对带扰流孔回转式空预器波纹板进行了研究。以回转式空气预热器热端常用板型DU-K (Double Corrugated-Kaier, DU-K)波纹板为基板,通过对其通道内不同雷诺数下温度场、速度场以及压力场的数值模拟研究,提出了在DU-K波纹板上开扰流孔以增强传热效果和传热均匀性。针对DU-K波纹板通道内定位板、波形板与空气层传热接触面积的不同,对传热模型进行分析,拓展了瞬态单吹实验方法。将以往单吹实验装置中的冷、热风进口风道分开,改进后的实验装置可有效节约能耗,同时提高实验效率。根据DU-K波纹板几何尺寸及开扰流孔后波纹板表面孔隙率变化,合理布置圆形扰流孔的孔径、排列间距、孔位置以及孔的排列方式。采用正交实验方法设计实验方案,系统研究此四种因素对DU-K波纹板传热和阻力特性的影响,通过对正交实验数据分析,得出提高DU-K波纹板传热效果和降低流动阻力的优化水平组合,通过实验验证,发现此种带扰流孔DU-K波纹板相对于无扰流孔时传热特性增强19.87%,流动阻力减少24.53%。为给实际工程以指导,探讨本文综合特性优化DU-K波纹板的综合效益,以浙江某600MW燃煤电厂回转式空预器为例,通过回转式空预器热力计算软件,对整个回转式空预器进行热力计算。发现锅炉最大连续蒸发量工况下,相对于无扰流孔DU-K波纹板,空预器出口烟气温度降低3.23%,烟气侧压力减少19.2%。

关键词：回转式空预器波纹板扰流孔单吹技术传热和阻力特性

回转式空预器搪瓷蓄热元件传热与流动数值模拟及实验研究

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回转式空预器搪瓷蓄热元件传热与流动数值模拟及实验研究

作者：顾兴鹏华北电力大学

学位级别：硕士

为缓解SCR脱硝后空预器的堵灰和腐蚀问题,回转式空预器冷端普遍采用搪瓷蓄热元件。与常规考登钢相比,搪瓷蓄热元件的密度、比热容、导热系数等物性参数均发生了变化,常规考登钢蓄热元件的传热和流动阻力计算标准对搪瓷蓄热元件不一定适... 详细信息

为缓解SCR脱硝后空预器的堵灰和腐蚀问题,回转式空预器冷端普遍采用搪瓷蓄热元件。与常规考登钢相比,搪瓷蓄热元件的密度、比热容、导热系数等物性参数均发生了变化,常规考登钢蓄热元件的传热和流动阻力计算标准对搪瓷蓄热元件不一定适用。因此,研究不同结构参数下搪瓷蓄热元件的传热与流动特性,对回转式空预器冷端搪瓷蓄热元件的选型优化以及回转式空预器的设计计算具有重要意义。本文选取3种典型板型的搪瓷蓄热元件,采用三维数值模拟方法研究其传热与流动特性,得到了各元件内部流体的流场和温度场分布、及努塞尔数和阻力系数随雷诺数的变化规律,并与实验结果进行了对比,验证了数值模拟研究搪瓷蓄热元件传热与流动特性的可行性。同时利用三维数值模拟方法对一种回转式空预器冷端常用的搪瓷板型YH-HK/B08进行优化,得到了其传热和流动特性随蓄热元件波纹倾角、波纹节距、波纹高度、波纹宽度等结构参数的变化规律。结果发现:不同结构参数下,搪瓷蓄热元件的努塞尔数均随雷诺数的增大而增大,阻力系数均随雷诺数的增大而减小;搪瓷蓄热元件的努塞尔数、阻力系数:均随波纹倾角θ的增大而增大;均随波纹节距s的增大而减小;均随波纹高度的增大而增大;均随波纹宽度的增加而增大。

关键词：回转式空预器搪瓷蓄热元件传热特性流动特性数值模拟实验研究

回转式空预器硫酸氢铵灰垢沉积与剥蚀特性研究

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回转式空预器硫酸氢铵灰垢沉积与剥蚀特性研究

作者：赵雪成西安热工研究院有限公司

学位级别：硕士

燃煤电站锅炉普遍采用SCR脱硝技术控制氮氧化物排放,但也导致下游空预器硫酸氢铵(ABS)严重堵塞问题,增加了风机电耗和提高了排烟温度,降低了锅炉运行经济性与安全性。在氮氧化物超低、超超低排放的严苛环保要求下,SCR脱硝氨逃逸无法完... 详细信息

燃煤电站锅炉普遍采用SCR脱硝技术控制氮氧化物排放,但也导致下游空预器硫酸氢铵(ABS)严重堵塞问题,增加了风机电耗和提高了排烟温度,降低了锅炉运行经济性与安全性。在氮氧化物超低、超超低排放的严苛环保要求下,SCR脱硝氨逃逸无法完全避免,从预防角度只能减轻空预器ABS沉积,为进一步从治理角度解决空预器ABS堵塞,在现有蒸汽吹灰器基础上,热风再循环、单列烟道提温运行、暖风器提升冷风温度等措施相继开展了试用,但ABS致灰垢板结程度、加热析出ABS对灰垢强度的弱化规律以及狭长通道内高温气流加热析出ABS规律等相关基础研究的匮乏,使得这些热处理辅助清除ABS灰垢技术的降阻效果参差不齐。为此,本文通过模型模拟、实验分析等方法对回转式空预器硫酸氢铵灰垢沉积与剥蚀特性进行了研究,旨在为空预器ABS沉积灰垢的热处理辅助清除技术提供理论指导。首先,建立了空预器旋转过程中的烟气-二次风-一次风-换热元件之间的换热模型,应用有限差分的方法进行迭代计算。针对华能巢湖电厂600MW燃煤机组回转式空预器进行了模拟计算,获得了工质温度分布和元件温度分布,找出了冷端元件表面ABS灰垢沉积位置的变化规律:1)ABS沉积位置随旋转角度周期性变化,在转子离开烟气分仓时的沉积位置最接近于冷端下沿,且元件温度在圆周上处于最高;2)机组高负荷时的ABS沉积位置比低负荷时更接近于冷端底面;3)暖风器加热提升一二次冷风温度后,ABS沉积位置进一步接近于冷端底面。此外,根据锅炉运行参数、空预器进出口烟气差压等DCS数据,拟合分析了空预器换热元件壁面上的ABS灰垢沉积厚度与运行时间的对应关系,初步获得了蒸汽吹灰器每班一次(约8h)吹扫期间的ABS灰垢沉积厚度。在蒸汽吹灰器正常投运下,每8h沉积的ABS灰垢中,可以被蒸汽射流吹走的ABS浮灰约93.31%-95.34%,残余形成板结的ABS灰垢约占4.66%-6.69%,后者的累积是造成空预器长期运行过程中形成严重堵塞的主要致因。其次,设计搭建了能够量化反映ABS灰垢强度变化的实验台架,在实验室将ABS粉末与飞灰预混制备压片,采用热重天平开展了失重实验,并在147-220℃温度区间进行了ABS液化致灰垢板结实验,在220-300℃温度区间进行了ABS气化析出致灰垢疏松实验。通过对压片样品的机械强度、ABS含量、颗粒团聚形貌以及化学组成等检测分析,定量分析了ABS在不同温度下对长时间处理灰垢的作用规律。实验结果显示:1)压片样品的抗压强度随ABS含量增加而增加,ABS含量从0%增加到2%、3.5%及7%,抗压强度从空白样品的147.48k Pa增加到288.33k Pa,增加了约95.50%,在147-220℃区间内不同加热温度对抗压强度的影响相对较小;2)在220-300℃高温加热过程中析出ABS,压片样品中的ABS含量由7%降低到约0.18%-0.25%,最大降幅为97.42%,抗压强度也降低到约155k Pa,接近于空白基准样品的抗压强度;3)在ABS致灰垢板结提高抗压强度的过程中,ABS与灰垢化学反应生成新物质的影响约占10%-12%,而ABS熔融促使颗粒团聚的物理粘附影响约占88%-89%,这为热处理法辅助解决ABS沉积灰垢问题奠定了理论基础。此外,设计搭建了ABS薄层瞬态加热实验台架,在换热元件表面覆盖1.0mm厚度的薄层ABS沉积物,采用热风枪开展高温平行射流瞬态加热实验,在0.5-2s较短时间的加热过程中,约有26.18%-33.27%的ABS气化析出,对应的达到气化温度的表层厚度约为0.25-0.30mm。然后,针对回转式空预器冷端换热元件表面的ABS灰垢沉积位置与厚度,基于能量守恒原则,建立了高温射流在狭长通道内的非稳态换热模型,研究分析了高温射流温度、速度与加热时间等因素对元件表面的沿程不同厚度灰垢温度以及射流工质温度的影响规律。以使距离冷端元件底面约200-500mm区间的沉积灰垢表层中的ABS全部气化析出为目标,找到了加热时间、高温射流温度与速度的相互关联关系。对于温度为300℃、流速为30m/s的常规高温射流气体,可在最少1s时间内,使沉积层厚度为0.3-0.6mm的灰垢析出70%-82%的ABS,从而降低沉积板结灰垢的机械强度,为蒸汽吹灰器的吹扫清灰创造条件。最后,在严格控制SCR脱硝氨逃逸小于3μL/L以减轻空预器ABS灰垢沉积的前提下,基于回转式空预器ABS沉积位置特征、ABS板结灰垢厚度沉积速率、220℃以上高温热处理降低ABS灰垢机械强度以及狭长通道高温气流瞬态加热析出ABS等规律的研究,在二次风分仓靠近烟气分仓的冷风进口位置(ABS灰垢沉积位置最靠下、元件壁面温度在圆周上最高)布置高温射流喷射器,提出了高温射流与二次冷风同向顺流加热析出元件表面沉积灰垢中的ABS设想,以便为现有的蒸汽吹灰器高效

关键词：回转式空预器硫酸氢铵灰垢沉积与板结 ABS气化析出加热疏松高温射流

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回转式空预器传热性能的近似分析方法

东南大学学报（自然科学版） 1998年第5期28卷 131-137页

作者：包德梅徐治皋东南大学动力工程系

基于当量长度与当量周期的概念，提出了回转式空预器稳态温度分布的近似解析方法．这种方法将换热器分成几个区域进行计算，得出回转式空预器准稳态运行时的金属、烟气、空气的温度分布，从而可以确定空预器开始积灰腐蚀的位置．本方法... 详细信息

基于当量长度与当量周期的概念，提出了回转式空预器稳态温度分布的近似解析方法．这种方法将换热器分成几个区域进行计算，得出回转式空预器准稳态运行时的金属、烟气、空气的温度分布，从而可以确定空预器开始积灰腐蚀的位置．本方法适用于当量周期较小的情况．

关键词：回转式空预器电站锅炉传热近似分析