大型锅炉过热器、再热器炉内管子壁温的工程预测

摘要

电力工业是国民经济发展的先导产业，其发展程度一直是衡量社会文明和经济发达程度的标志。为满足现代社会对电力日益增长的需要以及对电站热电经济性和环保要求的不断提高，发展大容量高参数火电机组已势在必行。然而，由于设计制造、运行管理等诸多因素的影响，我国一大批大容量电站锅炉过热器、再热器相继发生超温爆管事故，严重影响了机组的安全、经济运行，因此开展对过热器、再热器超温爆管的研究具有非常重要的意义。 本文首先介绍了国内外关于过热器、再热器超温爆管问题的研究现状，从理论上分析了引起热偏差及超温爆管的原因。在总结前人研究的基础上，对原有的单点壁温计算公式进行了发展和完善，提出了较为通用的壁温分段计算模型，对壁温计算中涉及的几个重要参数角系数、炉膛辐射因子等进行了计算公式的推导，避免了以前采用查曲线图带来的计算误差。利用建立的模型，并结合一台300MW锅炉后屏过热器进行了工质温度及壁温计算，对计算结果进行了图形化处理并做了相应分析，分析得出对于本锅炉后屏过热器各屏最外圈管右下弯头处为最容易发生超温爆管的危险部位，尤其以第8屏最外圈管右下弯头处壁温最高，原因主要有两点：第一，这些部位烟气温度高，热负荷大，容易发生高温腐蚀；第二，与折焰角之间易形成烟气走廊，加速烟气流动，从而对管壁形成强烈冲刷，导致管壁减薄，因此应着重加强对这些部位的预防与监测。为建立炉内外壁温的关系，本文定义了一个新的参数过余温度Φb=tb-tg(tb为各根管子右下弯头处的管壁温度，tg为同管出口处的工质温度，tg的数值实质上就代表了炉外监测点的管壁温度)，过余温度Φb是一个与流量不均系数ηG及热负荷不均系数η9有关的量。文中分别单独研究了过余温度与流量不均系数的关系及过余温度与热负荷不均系数的关系，并分析了管子出口工质温度、过余温度及炉内最高管壁温度三者之间的关系。提出了利用炉外壁温预测管子炉内最高壁温的原则及定量的方法，以达到锅炉运行中利用炉外壁温的信息预测炉内最高壁温的目的。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号表

声明

1绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.2.1并联管组流量分配规律研究

1.2.2过热器和再热器系统热偏差研究

1.2.3壁温计算方法研究

1.3本课题的研究内容

2过热器、再热器热偏差和超温爆管的原因分析

2.1过热器和再热器受热面的结构、流动、传热简述

2.2过热器、再热器的热偏差

2.2.1热偏差的类型及其原因

2.2.2热偏差与超温爆管

2.3运行条件对过热器、再热器超温爆管的影响

2.3.1炉内燃烧工况

2.3.2高压加热器投入率低

2.3.3煤质变化

2.3.4汽机高压缸排汽温度偏低

2.3.5受热面沾污

2.3.6磨损与腐蚀

2.3.7运行管理

3过热器、再热器壁温分段计算模型

3.1壁温分段计算模型

3.2并联管组流量分配计算

3.2.1集箱内静压分布规律

3.2.2流量分配计算

3.2.3迭代法计算流量分布

3.3管壁温度的计算

3.3.1壁温计算的基本公式

3.3.2壁温计算程序

4屏式过热器壁温计算、分析及工程预测

4.1锅炉简介

4.2后屏过热器结构

4.3计算点的选取

4.4本文的计算思路

4.5壁温计算结果及分析

5总结

参考文献

致谢