600MW超临界直流锅炉的动态特性研究

大容量超临界直流锅炉具有运行效率高、负荷适应性强的特点 ,是中国未来大型锅炉的发展方向 ,深入研究和掌握其动态特性是十分重要的。该文在以前研究的基础上 ,进一步建立了适用于全工况仿真的超临界直流锅炉的整体动态数学模型 ,通过数字仿真对某 6 0 0 MW超临界直流锅炉的动态特性进行了研究 ,并分析了仿真结果的合理性。结果表明 ,该数学模型是合理有效的。     

超临界直流锅炉蒸发受热面动态过程特性

建立了两相受热管动态特性基本方程,在此基础上,进行二次建模,得到了能够直接求解的方程形式．求解过程中,在管段出口压力、出口流量及超临界压力下水与蒸气相变点的确定等问题上提出了新的处理方法．应用所建模型,对６００ ＭＷ 超临界直流锅炉水冷壁在３ 种典型工况下的动态特性进行了计算,得到了该直流锅炉在各种扰动下的响应曲线,分析了直流锅炉在不同工况下响应曲线的差异,并进一步讨论了水冷壁对各种扰动的敏感性．所得结果对进一步研究直流锅炉全工况动态仿真具有一定的参考意义．     

直流锅炉蒸发区域的数学模型及其仿真

为提高电站直流锅炉蒸发区域动态响应的精度 ,建立了多环节集总参数移动边界数学模型。模型中不同区域(指过冷段、蒸发段和过热段 )分别采用不同的环节划分方法 ,单相区根据段长、两相区根据干度进行划分。而后引入特征参数之间的热力学关系式 ,在此基础上直接推导出适于仿真求解的二次模型。最后 ,文章给出仿真实例 ,并对计算结果进行了理论分析。分析结果表明 ,该模型能够正确反映了对象各参数的动态响应特性     

超临界直流锅炉水冷壁压降及出口汽温计算

针对超临界直流锅炉水冷壁结构特点及炉内热负荷分布特点,将水冷壁划分为由流量回路、压力节点和连接管组成的流动网络系统.根据质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,建立了超临界直流锅炉水冷壁压降和出口汽温的数学计算模型.在此基础上,对利港发电厂600 MW超临界螺旋管圈直流锅炉在不同负荷时上升系统总压降及上、下炉膛水冷壁出口汽温...     

跨临界变压运行中水冷壁动态特性的实验研究

针对超临界直流锅炉水冷壁系统在跨临界变压运行过程中的特殊流动与传热现象,在压力为19～25MPa、质量流速为300～800kg/(m~2·s)、外壁热流密度为60～250kW/m~2的工况范围内,对垂直上升受热管道内超临界水在跨临界动态过程中的流动与传热特性开展了实验研究。结果表明:在从超临界压力阶跃降低至亚临界压力的动态过程中,受热管内流体极其容易发生壁温飞升现象,该现象由近临界区流体发生的膜态沸腾(又称DNB传热恶化)引起。在近临界压力区,随着压力的升高并逐渐靠近临界压力,发生DNB传热恶化时的起始局部流体焓值会大幅度降低,而且恶化程度逐渐增强,本实验大多数工况甚至在过冷区就开始发生传热恶化现象,严重威胁锅炉水冷壁系统的安全运行。基于本文实验结果和对锅炉水冷壁系统运行的分析认为,当管内的局部流体焓值高于1 600kJ/kg时,水冷壁系统在跨临界动态过程中极有可能出现DNB传热恶化现象。本文实验结果可为超临界锅炉水冷壁系统跨临界变压运行期间的工况设计和调节提供指导。     

超超临界直流机组节能型协调控制系统在发电厂中的应用

针对超超临界直流机组节能型协调控制系统进行了分析,优化了机组协调控制方案,实施结果表明:通过使用节能型协调控制系统,超超临界直流机组的锅炉燃烧工况得到了显著改善,锅炉超温、超压的次数明显减少。     

基于RANS和LES湍流模型的二甲醚超临界喷雾数值模拟

分别采用RANS和LES湍流模型耦合KH-RT破碎模型对二甲醚超临界非燃烧喷雾实验进行数值模拟,研究两种湍流模型的适用性,并对比分析二甲醚亚临界喷雾和异辛烷超临界喷雾的发展过程。同时,基于LES湍流模型探讨了环境温度和压力以及喷射温度和压力的变化对二甲醚超临界工况下喷雾贯穿距的影响。结果表明,RANS和LES湍流模型均能较好地模拟二甲醚超临界喷雾,LES湍流模型的模拟结果与喷雾实验观察结果更吻合;与二甲醚亚临界喷雾相比,其超临界喷雾的雾化效果更好;在相同初始条件下,二甲醚超临界喷雾的雾化效果要优于异辛烷超临界喷雾;二甲醚超临界喷雾贯穿距随环境温度、燃油喷射温度和喷射压力的升高而增大,随环境压力的升高而减小。     

超临界机组协调控制系统策略

超临界机组由于其压力等级高,工作介质刚性提高,动态过程加快;锅炉为直流炉,锅炉蓄热能力小,各子系统的相互联系更加紧密,机炉之间、给水、燃烧、汽温之间等各系统的控制是一个交叉联系的有机体,只要在控制系统设计时全局统筹考虑,通过采用并行静态/动态前馈、引入锅炉动态加速指令、汽机压力校正等策略,加快锅炉侧响应,充分利用锅炉蓄热,定能提高机组的负荷适应性与运行的稳定性,这已在电厂实际运行中取得了成功经验。在具体控制系统硬件选用上,超临界机组与亚临界机组对控制系统的要求没有什么不同。     

亚临界CFB锅炉安装监督检验重要环节探讨

亚临界CFB锅炉目前得到了迅猛发展,根据在工作中的经验,对亚临界CFB锅炉安装监督检验中容易忽视的重要环节进行了分析总结,对提高锅炉安装整体质量、保障锅炉安全投入运行起到了积极的作用。     

直流锅炉螺旋管圈型水冷壁敏感性研究

为解决直流锅炉由于热敏感性强,在负荷扰动时水冷壁的壁温有可能会急剧增长,导致水冷壁超温爆管,对锅炉的运行安全造成极大威胁的问题,对直流锅炉的热敏感性进行了研究,在国内首次推导出直流锅炉水冷壁流量敏感系数、压降敏感系数、出口焓值敏感系数的计算公式.以600MW超临界直流锅炉螺旋管圈水冷壁为例,对3种热敏感系数进行了定量计算.所得结果可用于超临界直流锅炉螺旋管圈水冷壁敏感性分析,同时也可用于研究其他水冷壁形式的直流锅炉的热敏感性.     

临界区水和蒸汽物性计算

对超临界区域内水和蒸汽的性质进行精确计算,对于超临界和超超临界锅炉的安全运行具有重要的意义.传统的水和蒸汽性质计算公式IFC-67 具有计算速度慢、精度低等缺点.以水和蒸汽性质国际协会公布的热力学性质新工业标准IAPWS-IF97　为基础,利用面向对象编程技术对超临界区域的热力学性质参数以及迁移性质等参数进行了计算.发现在温度和压力很高的超临界区域,水和蒸汽的参数会发生显著的变化,通过物性参数的精确预测可以有效地对锅炉进行优化设计,预防和避免事故发生.     

二维溃坝洪水波演进的数值模拟及动态显示

采用基于MacCormack预测—校正技术的隐式数值格式求解控制水流运动的二维浅水方程，建立了模拟大坝瞬间全溃或局部溃倒所致的洪水演进过程的数学模型；应用该模型对矩形明渠中缓、急流过渡的水面曲线进行了数值计算，并与理论解进行了比较；最后用该模型预测了矩形河道中大坝瞬间局部溃倒的洪水演进过程，并对模拟结果进行了定性分析。比较与分析结果表明，该模型对模拟溃坝洪水波很有效。     

分时段运行工业锅炉房负荷的最优分配

提出了一种具有实用性和经济性的分时段运行工业锅炉房负荷的最优分配模型．利用静态锅炉模型辨识方法得到了锅炉的最佳负荷率,确立了分配模型的目标函数和约束条件．通过工程实例检验了提出的负荷分配理论,并获得了相应的数据．针对不同的工业锅炉房,只要得到各台锅炉准确的燃料所耗量的特性方程,就可以应用该分配模型得到锅炉房负荷的最优分配结果．     

超临界压力锅炉给水及过热汽温的自适应逆控制

研究了一种超临界压力锅炉给水及过热汽温的自适应逆控制方法.通过锅炉系统动态特性分析,构造了锅炉给水及过热汽温控制对象逆动力学模型输入向量结构,采用递推最小二乘支持向量机实现逆动力学模型的在线辨识,建立自适应逆控制系统,同时考虑直流锅炉出口汽温以及微过热汽温等对给水量和各级喷水量的共同需要,实现直流锅炉给水及过热汽温的综合控制.仿真试验表明,该控制系统具有良好的控制品质和自适应能力,并能有效地消除汽温分段控制方法中存在的控制量反复振荡现象.     

600 MW超临界锅炉汽温特性的数值模拟

应用数值模拟方法,研究了一台600 MW超临界锅炉中间点温度和过热汽温的变化特性,发现在燃水比及给水焓变化后,中间点温度与过热汽温度的变化方向一致,但过热汽温的变化幅度较大.结果表明,燃水比对过热汽温有较大的影响,而中间点温度能反映出燃水比是否合适.因此,在超临界机组的运行中,控制好中间点温度,就可较好地控制好过热汽温.     

垂直管屏式直流锅炉水动力调整方法研究

分析了目前现场使用的直流锅炉冷态水动力调整方法的弊病 ,提出了一种新的垂直管屏式直流锅炉水动力调整方法———压降系数法 ,给出了数学模型 ,并指出可根据数学模型编制水动力调整程序 ,进而实现水动力的在线调整     

Effects of injection temperature on the jet evolution under supercritical conditions

A nitrogen jet with subcritical and supercritical injection temperatures injected into a supercritical environment, in which both the pressure and temperature exceed those of the thermodynamic critical state, has been investigated numerically using large-eddy simulation technique. The effects of the injection temperature on the flow evolution are studied. We find that the jet surface is more unstable with the instability waves growing up and rolling into a succession of ring vortices for supercritical injection temperature, and the jet surface is nearly straight with the strong density stratification suppressing the development of the instability waves for subcritical injection temperature. With increasing injection temperature, the spatial growth rate of the surface instability wave strengthens and the frequency of the most unstable mode increases. This behavior is of importance in enhancing the fluid mixing effect. The results obtained in this study provide physical insight into the understanding of fundamental mechanisms of the jet evolution under supercritical conditions.