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超临界循环流化床锅炉深度调峰技术研究与应用

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洁净煤技术 2022年第12期28卷 11-17页

作者：王虎范浩东辛胜伟张缦王君峰邬万竹杨海瑞张鹏国家能源集团循环流化床技术研发中心陕西西安710065 清华大学能源与动力工程系北京100084 太原理工大学电气与动力工程学院山西太原030024 哈尔滨锅炉厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150000

超临界循环流化床机组深度调峰过程中除了亚临界机组面临的低负荷工况布风板的稳定流化、氮氧化物控制难题外,还涉及水动力的安全性问题。针对超临界循环流化床锅炉深度调峰面临的技术难题,通过流态重构,使临界流化风速降低,保证稳定流... 详细信息

超临界循环流化床机组深度调峰过程中除了亚临界机组面临的低负荷工况布风板的稳定流化、氮氧化物控制难题外,还涉及水动力的安全性问题。针对超临界循环流化床锅炉深度调峰面临的技术难题,通过流态重构,使临界流化风速降低,保证稳定流化所需的风量减小,同时,减少了炉膛下部燃烧份额,进而减小布风板面积,保证超低负荷流化稳定;开发了垂直管圈二次上升水冷壁工质流程,保证低负荷水动力安全性;降低床料粒度和循环物料粒径,在保证流化和燃烧的前提下,降低一次风比例,强化焦炭颗粒表面的局部还原性气氛,同时对给煤、排渣、送风等布置方式进行优化布置,保证炉内氧量和温度分布均匀,为氮氧化物控制提供保证,最终实现350 MW超临界循环流化床锅炉20%BMCR工况稳定运行,最大壁温偏差为17℃,炉内同层温度偏差在30℃以内。此外,在锅炉从启动到满负荷以及变负荷运行过程中,3个旋风分离器入口烟温的温度偏差始终在10℃以内,氮氧化物全负荷超低排放。

关键词：超临界循环流化床锅炉深度调峰流态重构垂直管圈低氮燃烧

超临界循环流化床锅炉水冷壁并联双通道内流动不稳定性数值分析

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西安交通大学学报 2016年第7期50卷 45-50页

作者：谢贝贝王文毓聂鑫刘万宇谢海燕杨冬王凤君黄莺西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049 哈尔滨锅炉厂有限责任公司高效清洁燃煤电站锅炉国家重点实验室哈尔滨150046

针对超临界循环流化床(CFB)锅炉环形炉膛水冷壁中可能出现的流动不稳定性,采用时域法建立了适用于并联双通道流动不稳定性分析的通用计算模型。通过对质量、动量及能量方程一阶迎风差分离散与求解,编写了以Fortran语言为基础的流动不稳... 详细信息

针对超临界循环流化床(CFB)锅炉环形炉膛水冷壁中可能出现的流动不稳定性,采用时域法建立了适用于并联双通道流动不稳定性分析的通用计算模型。通过对质量、动量及能量方程一阶迎风差分离散与求解,编写了以Fortran语言为基础的流动不稳定性数值计算程序Dynsys,采用Dynsys程序对并联双通道进行数值模拟,结果表明:并联双通道进口压力、温度、总质量流量不变时,在稳态基础上对并联双通道中的通道1施加1.2倍热负荷扰动,两通道的进口流量随时间变化呈反相脉动;通道内的进口流量与出口流量随时间脉动沿轴向存在180°的相位差,流量脉动的振幅随时间逐渐减小,最终恢复到稳态值;超临界CFB环形炉膛锅炉水冷壁并联双通道内流动是稳定的,与单通道内流动不稳定对比,环形炉膛锅炉水冷壁并联布置有利于提高系统的稳定性。

关键词：超临界循环流化床锅炉并联双通道流动不稳定性数值分析

超临界循环流化床锅炉外置床失效案例分析及优化措施

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重庆电力高等专科学校学报 2022年第4期27卷 17-19页

作者：代泽华龚兴利辛胜伟刘昌旭王成张虎四川白马循环流化床示范电站有限责任公司四川内江641005 神华国能集团有限公司北京100033

以白马600 MW超临界循环流化床锅炉外置床因2类失效而出现的受热面泄漏现象为例,分析外置床失效机理,从而提出外置床优化措施,进一步提升外置床的运行可靠性,在大型循环流化床锅炉发展上发挥其更大作用。结果表明,大型循环流化床锅炉外... 详细信息

以白马600 MW超临界循环流化床锅炉外置床因2类失效而出现的受热面泄漏现象为例,分析外置床失效机理,从而提出外置床优化措施,进一步提升外置床的运行可靠性,在大型循环流化床锅炉发展上发挥其更大作用。结果表明,大型循环流化床锅炉外置床管道受热面磨损失效,主要受金属热膨胀和管排振动影响。提出了外置床管排固定方式优化方案。

关键词：超临界循环流化床锅炉外置床失效机理管排固定方式优化措施

超临界循环流化床锅炉水冷屏竖直集箱流量分配数值模拟及试验研究

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动力工程学报 2013年第1期33卷 1-5,24页

作者：张冬青杨冬刘计武肖峰西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049 上海锅炉厂有限公司上海200245

针对上海锅炉厂有限公司350MW超临界循环流化床锅炉水冷屏的结构,建立了竖直集箱内空气-水两相流动试验平台.根据质量守恒、动量守恒和补充方程,建立了水冷屏竖直集箱内流量分配的数学计算模型,进行了35%额定负荷时不同干度试验工况下... 详细信息

针对上海锅炉厂有限公司350MW超临界循环流化床锅炉水冷屏的结构,建立了竖直集箱内空气-水两相流动试验平台.根据质量守恒、动量守恒和补充方程,建立了水冷屏竖直集箱内流量分配的数学计算模型,进行了35%额定负荷时不同干度试验工况下竖直集箱内流量分配的计算,得到了各支管内质量流量不均匀系数、最大质量流量偏差系数、体积流量含气率不均匀系数和最大体积流量含气率偏差系数,并将理论计算值与试验值进行了对比.结果表明:对于单一工况,从第1根支管到第4根支管,质量流量逐渐增加,质量流量偏差系数从负数增大为正数,体积流量含气率逐渐减小,体积流量含气率不均匀系数从正数减小为负数;计算所得数据的变化规律与试验结果一致,且随着干度的增大,计算值与试验值的偏差逐渐减小.

关键词：超临界循环流化床锅炉两相流水冷屏竖直集箱流量分配数值模拟试验研究

超临界循环流化床锅炉垂直并联内螺纹管内两相流不稳定性的研究

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动力工程 2009年第4期29卷 353-357页

作者：黄凡罗毓珊陈听宽王海军李晨飞邓志安西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

针对600 MW超临界循环流化床(CFB)锅炉水冷壁管在低质量流速条件下的水动力特性,进行了垂直并联内螺纹管内两相流不稳定性的试验研究,得到了不同条件下的水动力特性曲线和压力降、密度波2种脉动的典型脉动曲线.在试验参数范围内,分析了... 详细信息

针对600 MW超临界循环流化床(CFB)锅炉水冷壁管在低质量流速条件下的水动力特性,进行了垂直并联内螺纹管内两相流不稳定性的试验研究,得到了不同条件下的水动力特性曲线和压力降、密度波2种脉动的典型脉动曲线.在试验参数范围内,分析了系统压力、质量流速、进口过冷度和上游可压缩容积对两相流不稳定性的影响.根据试验结果,采用均相流模型得到了不稳定发生的界限关系式,为超临界CFB锅炉垂直并联内螺纹管水冷壁的设计与安全运行提供了依据.

关键词：超临界循环流化床锅炉垂直并联内螺纹管汽水两相流不稳定性

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超临界循环流化床锅炉返料器壳体超温分析

电站系统工程 2021年第3期37卷 25-27,31页

作者：王鹏程蔡晋山西河坡发电有限责任公司山西阳泉045000 清华大学山西清洁能源研究院

针对某超临界循环流化床锅炉1号返料器超温烧红现象,通过对比不同负荷下的壳体温度和返料系统流化风门开度调整前后相关参数(流化风压、流化风量、立管料位等),结合停炉后对流化风阀门、返料器布风板以及风帽等进行的检查,分析确定了返... 详细信息

针对某超临界循环流化床锅炉1号返料器超温烧红现象,通过对比不同负荷下的壳体温度和返料系统流化风门开度调整前后相关参数(流化风压、流化风量、立管料位等),结合停炉后对流化风阀门、返料器布风板以及风帽等进行的检查,分析确定了返料器超温烧红的两个原因:一是返料器膨胀节故障,引起锅炉启停过程中返料器的耐磨浇注料膨胀收缩不均匀而出现裂纹;二是焊接安装质量不良导致中心筒下沿围箍的"T"型钢掉落至返料器内,砸坏了部分浇注料和风帽,使得高压流化风气流直接冲刷耐磨浇注料,导致浇注料裂缝扩大、加深。

关键词：超临界循环流化床锅炉返料器超温流化风门开度膨胀节故障浇注料裂缝

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大型CFB锅炉低负荷再热汽温稳定特性

洁净煤技术 2023年第6期29卷 32-39页

作者：杨中智卢啸风角加艺蒙保胜王鹏程重庆大学能源与动力工程学院重庆400044 吉利百矿集团有限公司广西百色533099 山西河坡发电有限责任公司山西阳泉045000

作为灵活发电的关键环节之一,长期稳定低负荷运行技术在可再生能源并网规模不断扩大的过程中发挥着重要作用。循环流化床(CFB)锅炉负荷调节过程中,为降低污染物排放或调平床温,常采用不均匀给煤的运行方式,这对CFB锅炉的设计和运行提出... 详细信息

作为灵活发电的关键环节之一,长期稳定低负荷运行技术在可再生能源并网规模不断扩大的过程中发挥着重要作用。循环流化床(CFB)锅炉负荷调节过程中,为降低污染物排放或调平床温,常采用不均匀给煤的运行方式,这对CFB锅炉的设计和运行提出了更高要求。同时,低负荷时CFB锅炉炉膛出口烟气温度较低,如何保证再热蒸汽参数达到额定值是实现CFB锅炉灵活性运行亟待解决的问题之一。针对2台350 MW超临界CFB锅炉断煤低负荷运行工况参数进行深入计算分析,研究了低负荷时稳定再热汽温措施。研究发现,锅炉在部分给煤点中断的断煤工况下运行时,床温、炉膛出口烟温、炉膛出口氧量、高温再热器管屏出口蒸汽温度的变化趋势与各给煤口的给煤量基本呈正相关。但由于超临界CFB锅炉水冷壁具有正流动响应特性,给煤偏差及床温偏差对水冷壁的出口汽温偏差影响不大。基于上述研究,提出了一种针对长期调峰与低负荷运行超临界CFB锅炉稳定炉内高温再热器出口汽温的锅炉改造与运行优化技术方案。在低负荷下可保证高温再热器出口汽温基本稳定。

关键词：超临界循环流化床锅炉高温再热器低负荷蒸汽温度断煤

超临界循环流化床锅炉提高炉内脱硫效率的试验研究

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热电技术 2020年第1期 17-21页

作者：贺建平徐怀德张科礼神华神东山西河曲发电有限公司

某电厂装机两台350MW循环流化床锅炉机组,机组脱硫工艺为炉内干法脱硫搭配炉外烟气半干法脱硫。由于燃用高挥发分煤质,兼顾防磨防爆要求,机组习惯性运行方式导致锅炉效率偏低于设计值,且炉内外脱硫石灰石和消石灰用量偏大,炉内脱硫效率... 详细信息

某电厂装机两台350MW循环流化床锅炉机组,机组脱硫工艺为炉内干法脱硫搭配炉外烟气半干法脱硫。由于燃用高挥发分煤质,兼顾防磨防爆要求,机组习惯性运行方式导致锅炉效率偏低于设计值,且炉内外脱硫石灰石和消石灰用量偏大,炉内脱硫效率偏低等问题。本文通过优化实验调整方法,对该厂#1锅炉炉内脱硫效率影响因素进行试验分析和研究,结果证明在炉内钙硫比值低于2.96时,提高钙硫比,能够有效提升炉内脱硫效率,钙硫比优化值临界值为2.96。验证了提高床压至5.0～5.5kPa,增加一次风量至300～350KNm~3/h,使得脱硫效率由71.49%提高91.3%,且锅炉石灰石投用量由17.8t/h降低至10.6t/h,达到了机组设计条件的要求。文章进一步分析了锅炉炉内脱硫运行调整的制约性因素,为今后类似锅炉脱硫形式的设备运行优化及改造提供可供借鉴的依据。

关键词：超临界循环流化床锅炉炉内炉外脱硫脱硫试验优化调整

基于CPFD方法的660MW超临界CFB锅炉循环回路均匀性研究

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动力工程学报 2023年第1期43卷 24-33页

作者：陈鸿伟黑成浩王俊武宋杨凡赵俊骅贾建东王稀光华北电力大学动力工程系河北保定071003 华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003 华北电力大学保定市低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003 苏晋朔州煤矸石发电有限公司山西朔州036006 保定市建筑设计院有限公司河北保定071000

采用计算颗粒流体力学(CPFD)方法对某660 MW超临界循环流化床锅炉的炉膛、分离器和下部料腿进行了模拟,分析了锅炉负荷、分离器出口压力、一二次风配风和非均匀二次风对各回路固体流率的影响。结果表明:在稳定性分析中,压力模拟值与锅... 详细信息

采用计算颗粒流体力学(CPFD)方法对某660 MW超临界循环流化床锅炉的炉膛、分离器和下部料腿进行了模拟,分析了锅炉负荷、分离器出口压力、一二次风配风和非均匀二次风对各回路固体流率的影响。结果表明:在稳定性分析中,压力模拟值与锅炉运行数据的平均偏差为9.6%,循环回路固体流率平均值与设计物料流量的平均相对偏差为9.49%;中间循环回路固体流率较高,回料口与中间分离器的非对应布置对左、右半炉的总固体流率影响不大;较高的分离器出口压力对不同回路固体流率的分布影响较大,当出口压力较低时,其影响减少;均匀性最好的配风比为50∶50,在此条件下,分离器固体流率的相对极差为5.97%;当炉膛中部的二次风量减少至24%时,相对极差减小到8.45%。

关键词：超临界循环流化床锅炉循环回路固体流率 CPFD模拟