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超超临界锅炉低负荷运行时的流动不稳定性计算分析

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西安交通大学学报 2019年第7期53卷 84-91页

作者：欧阳诗洁李娟董乐周熙宏杨冬西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室

为了研究超超临界锅炉水冷壁在低负荷运行工况下的流动不稳定性,采用一维单通道模型,建立了适用于不同几何结构、热工参数的超超临界锅炉的流动不稳定性通用数值计算模型。在试验验证结果符合良好的基础上,对沁阳发电分公司1 000 MW超... 详细信息

为了研究超超临界锅炉水冷壁在低负荷运行工况下的流动不稳定性,采用一维单通道模型,建立了适用于不同几何结构、热工参数的超超临界锅炉的流动不稳定性通用数值计算模型。在试验验证结果符合良好的基础上,对沁阳发电分公司1 000 MW超超临界锅炉水冷壁系统低负荷(40%额定出力负荷)运行的部分典型回路进行了数值计算,对比分析了动态流动不稳定发生时,热负荷线密度对进出口流量振幅及其稳定时间的影响。结果表明:对前墙的最短管9回路、左侧墙最长管32回路及上炉膛受热最强管107回路,随着热负荷扰动强度的增加,进出口流量脉动的振幅也逐渐增加;9、32、107各回路线密度分别为3.389、3.520、3.172 kW/m,热负荷线密度越大,对应典型回路进出口流量达到稳定所需的时间越长,脉动振幅越大,回路流动状态越不稳定。该结果可为超超临界锅炉的设计及低负荷安全运行提供指导,具有一定的可靠性及工程应用价值。

关键词：超超临界锅炉时域法低负荷运行流动不稳定性

超超临界锅炉磨煤机组合运行方式优化数值模拟

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中国电机工程学报 2011年第5期31卷 1-6页

作者：方庆艳汪华剑陈刚周怀春煤燃烧国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

在不同磨煤机组合运行方式下,对一台1 000 MW超超临界前后墙旋流对冲燃烧煤粉锅炉进行了炉内流动、燃烧、传热与NOx排放特性数值模拟研究。模拟结果与试验测量值符合性较好。结果表明,不同的磨煤机组合运行方式对煤粉颗粒在炉膛内的停... 详细信息

在不同磨煤机组合运行方式下,对一台1 000 MW超超临界前后墙旋流对冲燃烧煤粉锅炉进行了炉内流动、燃烧、传热与NOx排放特性数值模拟研究。模拟结果与试验测量值符合性较好。结果表明,不同的磨煤机组合运行方式对煤粉颗粒在炉膛内的停留时间、燃烧器区域空气分级效果、下炉膛出口烟气温度和水冷壁壁面热流分布有不同的影响。相比6台磨煤机运行,当5台磨煤机运行,停运上层燃烧器时,煤粉颗粒停留时间增加,飞灰含碳量降低,煤粉燃尽率增加;燃烧器区域空气分级效果得到强化,NOx排放量降低;下炉膛出口烟气温度降低,有利于降低大屏过热器挂渣的倾向。

关键词：煤粉超超临界锅炉燃烧优化数值模拟

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超超临界锅炉垂直水冷壁水动力特性

化工学报 2013年第9期64卷 3213-3219页

作者：王为术赵鹏飞陈刚毕勤成顾红芳华北水利水电大学热能工程研究中心河南郑州450011 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

针对超超临界锅炉水冷壁系统水动力特性,建立了适用于复杂串并联回路系统的水动力特性计算模型,基于POWERSTATION4.0平台研制了水动力计算程序。按出口工质温度相等的原则计算节流补偿压降;以给定热负荷和节流方式进行流量分配和压降特... 详细信息

针对超超临界锅炉水冷壁系统水动力特性,建立了适用于复杂串并联回路系统的水动力特性计算模型,基于POWERSTATION4.0平台研制了水动力计算程序。按出口工质温度相等的原则计算节流补偿压降;以给定热负荷和节流方式进行流量分配和压降特性校核计算,用Chebyshev多项式拟合法拟合水动力特性曲线方程。并数值研究了1000MW超超临界锅炉垂直水冷壁水动力特性,计算结果表明:U形叉管有利于垂直水冷壁节流调节,低负荷率下炉膛回路具有较强的正流量特性,而在超临界负荷具有弱的负流量特性。上炉膛回路在不同负荷率下均具有负流量特性。水冷壁水动力特性曲线呈单值性。研究结果为超超临界直流锅炉垂直水冷壁的工程设计及运行监测提供了可靠的理论依据。

关键词：超超临界锅炉垂直水冷壁水动力特性

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超超临界锅炉水冷壁管材高温腐蚀特性研究

中国电机工程学报 2018年第21期38卷 6353-6359页

作者：邹磊岳峻峰张恩先黄亚继王健徐力刚江苏方天电力技术有限公司江苏省南京市211102 能源热转换及其过程测控教育部重点实验室(东南大学) 江苏省南京市210096

现场测试了某超超临界锅炉水冷壁近壁区还原性气氛分布特性,在此基础上利用高温管式气氛炉对超超临界机组锅炉水冷壁管材12Cr1MoVG开展高温腐蚀实验,模拟了锅炉水冷壁近壁区的还原性气氛、积灰及温度等条件,得到材料试片的腐蚀增重曲线... 详细信息

现场测试了某超超临界锅炉水冷壁近壁区还原性气氛分布特性,在此基础上利用高温管式气氛炉对超超临界机组锅炉水冷壁管材12Cr1MoVG开展高温腐蚀实验,模拟了锅炉水冷壁近壁区的还原性气氛、积灰及温度等条件,得到材料试片的腐蚀增重曲线,并利用扫描电镜及能谱仪分析腐蚀试片的微观形貌和元素成分。研究表明,H2S＋CO＋N2气氛腐蚀性强于H2S＋N2,H2S＋CO＋N2气氛下金属表面发现大量裂纹,腐蚀增重曲线呈现线性规律,H2S＋N2气氛下金属腐蚀增重曲线呈现双对数规律;还原性气氛下,灰颗粒对金属的腐蚀性较弱,腐蚀表现形式为点蚀;经过H2S＋CO＋N2气氛180h腐蚀后,金属表面硫元素含量最高,质量分数约为10%～12%,腐蚀层内次之,约为7%。

关键词：超超临界锅炉水冷壁 12Cr1MoVG 高温腐蚀腐蚀速率

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超超临界锅炉燃烧配风优化的三维数值模拟

东南大学学报（自然科学版） 2018年第5期48卷 794-800页

作者：刘燮钟文琪李杰刘龙海刘国耀田万军东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096 大唐江苏发电有限公司南京210011 南京科远自动化集团股份有限公司南京211102 中国大唐集团科学技术研究院有限公司北京100040

建立了带二次风道的660 MW超超临界墙式切圆锅炉的三维数理模型,采用Realizable k-ε双方程湍流模型模拟气相湍流流动,采用P-1辐射模型来描述炉内辐射换热,采用混合分数/概率密度函数模型模拟气相湍流燃烧.研究了锅炉二次风风门挡板的... 详细信息

建立了带二次风道的660 MW超超临界墙式切圆锅炉的三维数理模型,采用Realizable k-ε双方程湍流模型模拟气相湍流流动,采用P-1辐射模型来描述炉内辐射换热,采用混合分数/概率密度函数模型模拟气相湍流燃烧.研究了锅炉二次风风门挡板的阻力特性,并探究了附加燃尽风门挡板开度对660 MW墙式切圆锅炉燃烧与污染物排放特性的影响.结果表明:附加燃尽风风量与其风门开度阻力系数有关,当风门开度小于50%时,附加燃尽风风门阻力系数曲线斜率大幅增加,风量随开度变化的幅度增大;随着附加燃尽风门挡板开度增加,NOx浓度降低,但在炉膛上部煤粉发生二次燃烧,引起屏底烟气温度升高.

关键词：超超临界锅炉风门阻力系数燃烧特性数值模拟

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超超临界锅炉水冷壁温度测试方法与应用研究

中国电力 2019年第1期52卷 166-173页

作者：王洋汪华剑周虹光严响林白鹏卢琦西安热工研究院有限公司陕西西安710054 西安西热锅炉环保工程有限公司陕西西安710054

锅炉水冷壁管温度的测试与控制是火电厂运行过程中的一个难题。通过在某台超超临界参数锅炉水冷壁管特定位置处安装能够同时测试水冷壁管向火侧壁温、背火侧壁温及管内工质温度的测试装置,实时监测水冷壁各工况下的管壁及工质温度变化,... 详细信息

锅炉水冷壁管温度的测试与控制是火电厂运行过程中的一个难题。通过在某台超超临界参数锅炉水冷壁管特定位置处安装能够同时测试水冷壁管向火侧壁温、背火侧壁温及管内工质温度的测试装置,实时监测水冷壁各工况下的管壁及工质温度变化,分析日常运行中各相关因素对水冷壁温度的影响特性。研究表明,启炉升负荷、变负荷工况吹灰以及水煤比失调等因素易导致或加剧水冷壁管壁温大幅突升,停炉过程和磨煤机投运方式的改变对水冷壁管壁温的影响较小。该测温装置及所得结论对火电厂水冷壁安全运行具有一定的指导作用。

关键词：超超临界锅炉水冷壁管温度监测应用研究

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超超临界锅炉水冷壁T23接头时效性能

动力工程学报 2015年第4期35卷 325-330 335,335页

作者：王学李夕强杨超葛兆祥杨贤彪任遥遥武汉大学动力与机械学院武汉430072 武汉大学流体机械与动力工程装备技术湖北省重点实验室武汉430072 江苏方天电力技术有限公司南京211102

对超超临界锅炉水冷壁T23接头进行了500~650℃、0~3 000h的时效试验,分析时效对焊缝组织、硬度和韧性的影响,研究了T23接头在470℃和550℃下的蠕变断裂行为,揭示T23接头的早期失效机理.结果表明:温度对T23接头焊缝性能的影响很大,当时... 详细信息

对超超临界锅炉水冷壁T23接头进行了500~650℃、0~3 000h的时效试验,分析时效对焊缝组织、硬度和韧性的影响,研究了T23接头在470℃和550℃下的蠕变断裂行为,揭示T23接头的早期失效机理.结果表明:温度对T23接头焊缝性能的影响很大,当时效温度低于550℃时,焊缝长期处于高硬度状态,有明显的时效脆化倾向,当时效温度超过600℃时,焊缝中析出碳化物,硬度降低,冲击韧性逐渐恢复;T23接头脆性失效与楔形蠕变裂纹有关;焊后热处理是防止T23接头失效的有效措施,为了保证焊后热处理的效果和接头的可靠性,建议将250HB作为焊缝硬度控制的上限.

关键词：超超临界锅炉水冷壁 T23钢焊接接头时效性能

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超超临界锅炉垂直水冷壁温度场的数值计算

动力工程 2009年第8期29卷 707-712,721页

作者：王为术徐维晖顾红芳罗毓珊陈听宽华北水利水电学院电力学院郑州450011 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

建立了超超临界锅炉垂直管圈膜式水冷壁温度场的计算模型,采用有限容积法进行温度场数值计算及程序设计,并针对玉环电厂1000 MW超超临界直流锅炉变压运行的实际工况,对其垂直管圈膜式水冷壁的温度场进行了计算及分析,为超超临界直流锅... 详细信息

建立了超超临界锅炉垂直管圈膜式水冷壁温度场的计算模型,采用有限容积法进行温度场数值计算及程序设计,并针对玉环电厂1000 MW超超临界直流锅炉变压运行的实际工况,对其垂直管圈膜式水冷壁的温度场进行了计算及分析,为超超临界直流锅炉垂直管圈水冷壁的设计及运行监测提供了可靠的理论依据.计算结果表明:在不同负荷下,膜式水冷壁截面的炉膛向火侧温度最高,在低负荷时向火侧管外壁温度最高,而在高负荷时向火侧鳍端温度最高;在最低直流负荷下,管外向火侧外壁温和内壁温沿管子高度方向均没有发生壁温飞升;在不同负荷下,水冷壁管截面最大温差及管截面最高温度均低于水冷壁金属容许的温度值;在锅炉启动及运行时,应监测膜式水冷壁向火侧管外壁的温度和鳍片温度.

关键词：超超临界锅炉膜式水冷壁温度场数值计算

超超临界锅炉用新型耐热无缝管C-HRA-5的开发

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钢铁 2020年第2期55卷 119-130页

作者：方旭东包汉生李阳徐芳泓夏焱太原钢铁(集团)有限公司先进不锈钢材料国家重点实验室山西太原030003 山西太钢不锈钢股份有限公司技术中心山西太原030003 钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081

为了满足630~650℃超超临界电站过热器和再热器锅炉管的要求,太原钢铁(集团)有限公司和钢铁研究总院通过成分设计、冶炼、冷热变形、热处理等技术攻关,突破关键技术瓶颈,采用“电炉+AOD(或VIM+ESR)+径锻+挤压+冷轧”工艺,制备出C-HRA-5... 详细信息

为了满足630~650℃超超临界电站过热器和再热器锅炉管的要求,太原钢铁(集团)有限公司和钢铁研究总院通过成分设计、冶炼、冷热变形、热处理等技术攻关,突破关键技术瓶颈,采用“电炉+AOD(或VIM+ESR)+径锻+挤压+冷轧”工艺,制备出C-HRA-5不锈钢无缝钢管。产品具有化学成分控制精确、非金属夹杂物体积分数低、钢质洁净、表面质量好、组织均匀、性能优异的特点,其化学成分、晶粒度、微观组织、常温力学性能、高温拉伸性能、高温持久性能等各项性能指标满足ASME SA-213标准的要求,抗蒸汽氧化性能和焊接性能优异,实物质量达到了国际先进水平,获得上海锅炉厂有限公司、东方锅炉厂有限公司、哈尔滨锅炉厂有限公司、上海发电设备成套设计研究院、钢铁研究总院的评定报告,产品取得全国锅炉压力容器标准化技术委员会的评审认证,并牵头制订了相关团体标准,具备批量供货条件,可用于超(超)临界锅炉的过热器、再热器等部件以及类似工况的受压结构件。

关键词：超超临界锅炉耐热钢无缝管