大型锅炉屏式过热器热力计算方法分析
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No. 2 (Ser.227)Apr. 2021第2期(总第227期)2021年4月山西电力SHANXI ELECTRIC POWER某660 MW 锅炉低温过热器和后屏过热器长期高幅值超温分析及治理邵兴恩1,李前宇2,祝艳平1(1.岱海发电有限责任公司,内蒙古床城013750; 2.北京京能电力股份有限公司,北京100124)摘要:某锅炉进行了低氮燃烧器、节能减排综合升级改造,使锅炉运行工况偏离设计值较大,引起低温过热器、后屏过热器等受热面管壁严重超温。
通过对超温点、超温时间统计分析,提出了整改措施。
关键词:受热面;壁温;逻辑;氧量;风量中图分类号:TK223.3文献标志码:B文章编号:1671-0320(2021)02-0060-050引言也带来一些问题,尤其是存在锅炉低过和后屏长期某660 MW 发电机组,锅炉为亚临界、控制循环、一次中间再热汽包炉、直流燃烧器四角布置、切向燃烧、正压直吹式制粉系统,屏式过热器(以下简称“屏过”)布置在炉膛出口处,末级过热器(以下简 称“末过”)布置在炉膛折焰角上方,末级再热器(以下简称“末再”)位于水平烟道入口处。
锅炉设计煤种为准格尔烟煤。
2011年1月投入商业运营,2013年进行低氮燃烧器改造,2018年进行节能减排综合升级改造,机组容量由600 MW 增至660 MW,锅 炉的供汽参数由16.67 MPa/541七/539七提升至16.97 MPa/571七/569 °C 0 2013年低氮燃烧器改造、2018节能减排综合升级改造后,虽然660 MW 发电 机组的其他性能有所提高,节能减排效果明显,但收稿日期:2020-11-07,修回日期:2021-01-05作者简介:邵兴恩(1983),男,山东泰安人,2007年毕业于华北电力大学热能与动力工程专业,工程师,从事火电厂运行管理 和技术研究工作;李前宇(1981),男,江苏宿迁人,2005年毕业于清华大学 热能工程系动力工程与工程热物理专业,硕士,高级工程 师,从事动力工程及工程热物理方面的研究和电厂技术 管虹作;祝艳平(1971),男,内蒙古赤峰人,2011年毕业于华北电 力大学热能与动力工程专业,工程师,从事电站锅炉运行管理工作。
一、锅炉整体热力计算1 计算方法本报告根据原苏联73年颁布的适合于大容量《电站锅炉机组热力计算标准方法》,进行了锅炉机组的热力计算和中温再热器及低温过热器出口垂直段管壁金属温度计算,计算报告中所选取的有关计算参数和计算式均出自该标准的相应章节。
对所基于的计算方法的主要内容简述如下。
锅炉的整体热力计算为一典型的校核热力计算,各个受热面及锅炉整体的热力计算均需经过反复迭代和校核过程,全部热力计算过程通过计算机FORTRAN5.0高级语言编程计算完成。
管壁温度计算分别通过EXCEL 和FORTRAN5.0完成。
1.1锅炉炉膛热力计算所采用的计算炉膛出口烟气温度的关联式为:式中,M —考虑燃烧条件的影响,与炉内火焰最高温度点的位置密切相关,因此,取决于燃烧器的布置形式,运行的方式和燃烧的煤种; T ll —燃煤的理论燃烧温度,K ; Bj —锅炉的计算燃煤量;kg/h 。
1.2锅炉对流受热面传热计算的基本方程为传热方程与热平衡方程除炉膛以外的其它受热面的热力校核计算均基于传热方程和工质及烟气侧的热量平衡方程。
计算对流受热面的传热量Q c 的传热方程式为:式中,CV B T F M T cpjj a ︒--+ψ⨯=2731)1067.5(6.031111111"11ϕϑKgKJ Bjt KH Q c /∆=H —受热面面积;⊿t —冷、热流体间的温压, 热平衡方程为:既:烟气放出的热量等于蒸汽、水或空气吸收的热量。
烟气侧放热量为:工质吸热量按下列各式分别计算。
a .屏式过热器及对流过热器,扣除来自炉膛的辐射吸热量Q fb .布置在尾部烟道中的过热器、再热器、省煤器及直流锅炉的过渡区,按下式计算:2 计算煤种与工况2.1 计算煤质表1 设计煤质数据表(应用基)2.2 计算工况本报告根据委托合同书的计算要求,分别计算了两种不同的工况。
计算工况一 —— 设计工况计算(100%负荷)根据表1中的设计煤质数据,各设计和运行参数均按《标准》推荐的数据选取。
一、锅炉整体热力计算1 计算方法本报告根据原苏联73年颁布的适合于大容量《电站锅炉机组热力计算标准方法》,进行了锅炉机组的热力计算和中温再热器及低温过热器出口垂直段管壁金属温度计算,计算报告中所选取的有关计算参数和计算式均出自该标准的相应章节。
对所基于的计算方法的主要内容简述如下。
锅炉的整体热力计算为一典型的校核热力计算,各个受热面及锅炉整体的热力计算均需经过反复迭代和校核过程,全部热力计算过程通过计算机FORTRAN5.0高级语言编程计算完成。
管壁温度计算分别通过EXCEL 和FORTRAN5.0完成。
1.1锅炉炉膛热力计算所采用的计算炉膛出口烟气温度的关联式为:式中,M —考虑燃烧条件的影响,与炉内火焰最高温度点的位置密切相关,因此,取决于燃烧器的布置形式,运行的方式和燃烧的煤种; T ll —燃煤的理论燃烧温度,K ; Bj —锅炉的计算燃煤量;kg/h 。
1.2锅炉对流受热面传热计算的基本方程为传热方程与热平衡方程除炉膛以外的其它受热面的热力校核计算均基于传热方程和工质及烟气侧的热量平衡方程。
计算对流受热面的传热量Q c 的传热方程式为:式中,CV B T F M T cpjj a ︒--+ψ⨯=2731)1067.5(6.031111111"11ϕϑKgKJ Bjt KH Q c /∆=H —受热面面积;⊿t —冷、热流体间的温压, 热平衡方程为:既:烟气放出的热量等于蒸汽、水或空气吸收的热量。
烟气侧放热量为:工质吸热量按下列各式分别计算。
a .屏式过热器及对流过热器,扣除来自炉膛的辐射吸热量Q fb .布置在尾部烟道中的过热器、再热器、省煤器及直流锅炉的过渡区,按下式计算:2 计算煤种与工况2.1 计算煤质表1 设计煤质数据表(应用基)2.2 计算工况本报告根据委托合同书的计算要求,分别计算了两种不同的工况。
计算工况一 —— 设计工况计算(100%负荷)根据表1中的设计煤质数据,各设计和运行参数均按《标准》推荐的数据选取。