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660 MW超超临界CFB锅炉失电事故下受热面安全性分析及紧急补水泵选型

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动力工程学报 2022年第5期42卷 393-401,412页

作者：李银龙杨冬李维成邓启刚周旭鲁佳易周棋西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049 清洁燃烧与烟气净化四川省重点实验室成都611731

以某电厂660 MW超超临界循环流化床(CFB)锅炉为研究对象,建立了锅炉在失电事故发生后受热面内的瞬态流动传热计算模型,开发了以Fortran语言为基础的受热面内瞬态流动传热计算程序,通过计算得到了锅炉失电后考虑金属管壁蓄热时受热面出... 详细信息

以某电厂660 MW超超临界循环流化床(CFB)锅炉为研究对象,建立了锅炉在失电事故发生后受热面内的瞬态流动传热计算模型,开发了以Fortran语言为基础的受热面内瞬态流动传热计算程序,通过计算得到了锅炉失电后考虑金属管壁蓄热时受热面出口工质温度和管壁温度等热力参数的变化规律。结果表明:该CFB锅炉配备压力为35 MPa、输水量为140 t/h的紧急补水泵可以保证受热面壁温安全,研究结果对带有外置床的超(超)临界CFB锅炉紧急补水泵选型及电厂处理此类事故具有重要意义。

关键词：超超临界CFB锅炉失电事故紧急补水泵受热面安全性

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锅炉受热面壁温分布直接监测实验研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 8-13页

作者：张向宇郑树周强才伟光西安热工研究院有限公司电站锅炉煤清洁燃烧国家工程研究中心陕西西安710032 华北电力大学新能源发电国家工程研究中心北京102206 北方联合电力有限责任公司内蒙古呼和浩特010020

为准确测量火焰覆盖下的锅炉受热面表面温度,采用彩色电荷耦合器件(CCD)相机和红外热像仪同时拍摄火焰图像,获取火焰在0.38~0.78μm和3.95μm两个谱段的边界辐射强度信息,并结合DRESOR法解耦求解探测器接收到的火焰辐射和壁面辐射份额,... 详细信息

为准确测量火焰覆盖下的锅炉受热面表面温度,采用彩色电荷耦合器件(CCD)相机和红外热像仪同时拍摄火焰图像,获取火焰在0.38~0.78μm和3.95μm两个谱段的边界辐射强度信息,并结合DRESOR法解耦求解探测器接收到的火焰辐射和壁面辐射份额,从3.95μm谱段辐射检测信息中滤除火焰辐射,反演测量锅炉受热面壁温分布.在一台330 MW煤粉锅炉上开展了实验验证,分别测量了水冷壁和屏式过热器的向火侧温度,与热电偶测量结果相比最大偏差为4.1%.在炉膛水冷壁区域靠近侧墙1~2 m的火焰厚度上,利用3.95μm中波探测器能够避开火焰辐射获得受热面图像.研究不仅对辐射测温技术的发展形成补充,还为锅炉受热面结渣沾污监测提供重要参考.

关键词：锅炉受热面温度分布监测辐射图像红外热像仪

基于CEEMDAN⁃KELM的锅炉对流受热面状态预测研究

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热能动力工程 2023年第6期38卷 122-128页

作者：董利斌杨程赵海晓刘传奇浙江大唐乌沙山发电有限责任公司浙江宁波315722

为了解决表征锅炉受热面表面健康状态的清洁因子在未来时间段内预测时呈现非平稳问题,以省煤器受热面为例,提出一种结合核极限学习机(Kernel Extreme Learning Machine,KELM)和自适应噪声完备集成经验模态分解(Complete Ensemble Empiri... 详细信息

为了解决表征锅炉受热面表面健康状态的清洁因子在未来时间段内预测时呈现非平稳问题,以省煤器受热面为例,提出一种结合核极限学习机(Kernel Extreme Learning Machine,KELM)和自适应噪声完备集成经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)的清洁因子预测方法。首先,通过CEEMDAN分解算法对省煤器表面清洁因子序列进行分解和降低复杂程度,获得各固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF);其次,利用皮尔逊相关性分析确定主蒸汽流量、进出口烟温等9个参数为输入,建立核极限学习机模型对清洁因子的各IMF进行预测;最后,将各IMF预测结果相加获得最终预测结果。结果表明:与基本核极限学习机、支持向量机等预测模型相比,本文模型具有较高的预测精度和较优预测时间,可为基于受热面状态开展的锅炉智慧吹灰应用提供参考。

关键词：受热面清洁因子核极限学习机自适应噪声完备集成经验模态分解

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锅炉受热面的冲蚀磨损与防护综述

中国腐蚀与防护学报 2023年第5期43卷 957-970页

作者：李海燕刘欢王阁义张秀菊陈同舟俞云姚洪华中科技大学能源与动力工程学院武汉430074 武汉材料保护研究所有限公司武汉430030

电站锅炉是火力发电的关键设备,燃料燃烧过程中,烟气与飞灰的气固两相流冲击极易导致锅炉受热面发生冲蚀磨损破坏,威胁电厂的安全稳定运行。本文综述了锅炉受热面冲蚀磨损的原因、破坏机理和预测模型。基于此针对锅炉受热面的特异性环境... 详细信息

电站锅炉是火力发电的关键设备,燃料燃烧过程中,烟气与飞灰的气固两相流冲击极易导致锅炉受热面发生冲蚀磨损破坏,威胁电厂的安全稳定运行。本文综述了锅炉受热面冲蚀磨损的原因、破坏机理和预测模型。基于此针对锅炉受热面的特异性环境,总结了飞灰特性、受热面材质、服役环境等因素对冲蚀磨损破坏的影响。进一步地,从缓解冲蚀磨损的角度,综述了换热面加装防磨构件和涂覆耐磨材料的研究现状,并提出通过流场模拟优化受热面结构、采用金属陶瓷涂层进行防护是主要的发展方向,为锅炉受热面的冲蚀磨损研究和防护措施的开发应用提供参考和指导。

关键词：冲蚀磨损磨损机理磨损影响因素耐磨涂层电站锅炉受热面

660MW超临界CFB锅炉机组跳闸后受热面安全性计算分析

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中国电机工程学报 2021年第17期41卷 5957-5965页

作者：李银龙董乐牛田田杨冬巩李明周旭鲁佳易动力工程多相流国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 清洁燃烧与烟气净化四川省重点实验室四川省成都市611731

在超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉是否需要配备紧急补水泵一直存在争议。以某电厂660MW超临界CFB锅炉为研究对象,建立超临界CFB锅炉在机组跳闸后受热面内的流动传热计算模型,开发以Fortran语言为基础的受热面内... 详细信息

在超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉是否需要配备紧急补水泵一直存在争议。以某电厂660MW超临界CFB锅炉为研究对象,建立超临界CFB锅炉在机组跳闸后受热面内的流动传热计算模型,开发以Fortran语言为基础的受热面内瞬态特性计算程序。以机组某次跳闸为例,计算得到受热面的热力参数随时间的变化规律,并与实炉测量数据进行比较,结果表明二者较为一致。在此基础上,研究不同紧急补水泵输水量及投运时间对锅炉受热面安全性的影响。计算结果表明,机组跳闸后紧急补水泵输水量为500t/h并在跳闸后2min内投运可以保证受热面壁温安全。研究结果对于带有外置床的超(超)临界CFB锅炉紧急补水泵选型及流量、压头确定具有重要意义。

关键词：超临界CFB锅炉机组跳闸受热面安全性计算分析

660 MW超超临界CFB锅炉失电壁温计算及运行措施

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洁净煤技术 2023年第11期29卷 91-98页

作者：周旭周妍君李维成鲁佳易刘行磊邓启刚李银龙杨冬西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049 清洁燃烧与烟气净化四川省重点实验室四川成都611731

超超临界循环流化床锅炉发生失电时,保证锅炉受热面安全至关重要。对超超临界循环流化床锅炉在失电事故后影响受热面安全性的因素进行分析,根据质量、动量、能量守恒以及金属管壁蓄热方程组成的锅炉汽水系统非稳态流动传热计算模型,开... 详细信息

超超临界循环流化床锅炉发生失电时,保证锅炉受热面安全至关重要。对超超临界循环流化床锅炉在失电事故后影响受热面安全性的因素进行分析,根据质量、动量、能量守恒以及金属管壁蓄热方程组成的锅炉汽水系统非稳态流动传热计算模型,开发出锅炉汽水系统动态特性计算软件,用于计算锅炉失电工况受热面工质温度及金属壁温随时间的变化规律。通过计算得到了锅炉发生失电事故后保证受热面安全措施为高压旁路阀以40%BMCR的流量进行排汽,且最短排汽临界时间为110 s,同时省煤器进口需以140 t/h的流量补水。可知该工况下水冷壁、低温过热器、中温过热器、高温过热器工质温度及管壁温度随时间先上升再下降,管壁温度最高值均低于受热面选材的允许使用温度。该措施可保证超超临界CFB锅炉在失电事故下各受热面的安全,解决了CFB锅炉发生失电事故后受热面超温问题,为电厂运行提供指导。

关键词：循环流化床锅炉失电事故受热面高压旁路阀

T91和Super304H钢材料高温腐蚀试验

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洁净煤技术 2022年第5期28卷 182-188页

作者：王小龙王永东刘俊杰李政熊小鹤神华神东煤炭集团有限责任公司陕西神木719315 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049

锅炉受热面腐蚀、超温爆管严重影响机组的安全运行,尤其是在煤质复杂多变、机组频繁调峰的背景下,受热面管材失效,发生泄漏,威胁机组稳定运行。为探究高温下钢材腐蚀行为特性,选取2种典型的锅炉对流受热面常用钢材料T91和Super304H,在... 详细信息

锅炉受热面腐蚀、超温爆管严重影响机组的安全运行,尤其是在煤质复杂多变、机组频繁调峰的背景下,受热面管材失效,发生泄漏,威胁机组稳定运行。为探究高温下钢材腐蚀行为特性,选取2种典型的锅炉对流受热面常用钢材料T91和Super304H,在空气以及另外2种模拟含硫烟气(H_(2)S、SO_(2))气氛环境中,比较钢材料腐蚀行为特性。结果表明,Super304H钢的抗高温腐蚀性能明显优于T91钢,在3种气氛下,T91钢与Super304H钢的平均腐蚀速率之比最小为2,最大为18;2种钢材均在H_(2)S气氛下腐蚀速率最大;在SO_(2)气氛下腐蚀速率最小。从腐蚀产物形貌看,T91钢基体腐蚀后出现明显波纹化痕迹,表面粗糙,腐蚀产物之间分界明显,裂纹变大,出现较多孔状结构,较大的针状腐蚀产物呈脱落趋势;而Super304H钢基体仅在H_(2)S气氛下出现明显的腐蚀痕迹,在SO_(2)和O_(2)气氛下,基体表面总体仍然平整,腐蚀不明显。对腐蚀产物的线扫描分析发现,T91的腐蚀层主要为Cr_(2)O_(3)和Fe_(2)O_(3),而Super304H主要为Cr_(2)O_(3)、NiO和Fe_(2)O_(3)。但对腐蚀层厚度而言,Super304H仅为11.94μm,而T91为34.8μm,说明添加Cr、Ni元素对Super304H的抗氧化性能具有增强效应。虽然2种钢材腐蚀速率有差异,但按照GB/T 13303—1991《钢的抗氧化性能测定方法》划分的抗氧化性级别可知,2种钢材料均属于抗氧化性类型。

关键词：高温腐蚀锅炉受热面含硫烟气钢材料 H_(2)S SO_(2)

纯烧准东煤新型流化床锅炉热力计算方法解析与应用

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洁净煤技术 2023年第S02期29卷 377-381页

作者：王世海马剑飞鲁佳易许猛赵文博刘坤朋王建江魏博新疆大学化工学院新疆乌鲁木齐830017 新疆新业能源化工有限责任公司新疆五家渠831300 东方电气集团东方锅炉股份有限公司四川成都611731

准东煤由于高钠特性,燃烧过程中带来了严重的沾污结渣问题,限制其广泛使用。借鉴现有循环流化床锅炉热力计算方法,对纯烧准东煤新型流化床锅炉开展热力计算,验证锅炉在不同负荷下运行参数。结果表明:通过优化热力计算参数建立了1套包括... 详细信息

准东煤由于高钠特性,燃烧过程中带来了严重的沾污结渣问题,限制其广泛使用。借鉴现有循环流化床锅炉热力计算方法,对纯烧准东煤新型流化床锅炉开展热力计算,验证锅炉在不同负荷下运行参数。结果表明:通过优化热力计算参数建立了1套包括炉膛及分离器热平衡计算、物料平衡计算等在内的适用于某化工厂现役325 t/h循环流化床锅炉的热力计算方法,计算得出的炉膛及各级受热面进出口烟气温度及工质温度计算值与实测值基本一致,可通过锅炉变负荷或变煤种工况,计算实际运行相应参数,为锅炉运行提供参考。同时,对纯烧准东煤新型循环流化床锅炉,运行实测值与理论计算值之间的差别进行了分析。

关键词：热力计算循环流化床锅炉炉膛受热面

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基于动网格的飞灰沉积特性数值模拟

工程热物理学报 2019年第6期40卷 1332-1337页

作者：袁宝强赵哲华王湛杜文静山东大学能源与动力工程学院

以中低温受热面顺排管束为研究对象,采用CFD-DPM和动网格方法模拟早期烟气侧飞灰在管束表面的沉积特性。建立了飞灰颗粒在管壁沉积、脱附和表面堆积的数学模型,并以用户自定义函数形式载入FLUENT参与控制方程的计算。对比了不同流速下... 详细信息

以中低温受热面顺排管束为研究对象,采用CFD-DPM和动网格方法模拟早期烟气侧飞灰在管束表面的沉积特性。建立了飞灰颗粒在管壁沉积、脱附和表面堆积的数学模型,并以用户自定义函数形式载入FLUENT参与控制方程的计算。对比了不同流速下含飞灰烟气外掠管束的沉积特性,给出了飞灰堆积的形貌。结果表明,在沉积初期,飞灰沉积以迎风面沉积为主,上游管束迎风侧沉积高于下游,下游管束背风侧沉积高于上游。

关键词：受热面飞灰沉积动网格数值模拟