张蓉媛[1]2000年在《大型电站锅炉过热器系统热偏差计算与壁温特性研究》文中提出本文详细分析了大容量电站锅炉过热器系统热偏差的成因与分布规律，在吸收我国科研工作者关于沿集箱轴向流量偏差和同屏辐射热量偏差的科研成果的基础上，结合苏联热力计算标准和我国《电站锅炉水动力计算方法（JB/Z201-83）》，完善了计算热偏差及管壁温度的通用计算模型，在模型中综合考虑了沿烟道宽度流量偏差、吸热偏差和同屏流量偏差、辐射热量分配及沿烟道高度烟温偏差等因素。本文对该计算方法编制了相应的计算程序，结合实例计算表明，该方法计算准确且周期短，可用于过热器系统的优化设计与事故诊断。
刘杰[2]2007年在《电站锅炉过（再）热器壁温特性研究》文中研究指明随着电力工业的发展,火力发电机组的装机容量日益增大,300MW、600MW机组已成为电网中的主力机组,随着机组容量的增大,锅炉过热系统因热偏差引起的过(再)热器超温爆管事故频频发生,严重影响了发电厂的安全、经济运行。本文建立了锅炉过(再)热器的壁温监控与预测系统,壁温监控系统实时监控过(再)热器壁温,并通过接口与实时数据库相连,实现数据的实时趋势查询与历史趋势查询。在神经网络的基础上建立的壁温预测系统实现了过(再)热器的各种时间间隔的壁温预测。在关于热偏差成因的综合理论分析基础之上,建立受热面合理的蒸汽流量分配计算模型、热偏差计算模型和壁温计算模型,摒弃原有计算方法中的不足,采取适于工程应用的计算方法,以实现准确地反映受热面出口汽温和管子壁温分布情况。论文以某电厂#3锅炉MCR负荷下的热力工况为例,计算了过热器及再热器的热偏差系数及受热面壁温,对实例锅炉过热器设计特点进行了分析。论文结果对减小电站锅炉过(再)热器热偏差、防止过(再)热器爆管、优化过(再)热系统受热面设计和事故分析等有一定的参考价值和实际指导意义。同时,壁温监控预测系统对安全生产也有着积极的作用。
曹民侠[3]2008年在《增压锅炉过热器数值模拟及热偏差分析》文中提出锅炉过热器并联管束蒸汽流量分配不均和热负荷分布不均是导致汽温和壁温差异、甚至局部超温爆管的两个主要因素。在传统的过热器水动力学和现有文献关于流量和汽温分布的数值模拟中,往往针对大型电站锅炉屏式过热器,将集箱简化为流通截面不变的一维圆管。船用锅炉过热器集箱往往被内部挡板分隔为多个形状不规则、长径比很小的腔体,从而形成复杂的三维流动,因而集箱无法简化为一维圆筒或近似地归结为某种已知静压分布的简单结构类型。针对船用锅炉过热器结构复杂的特点,由集箱的基本理论出发,确定了影响流量分配的结构因素。利用软件对Z型、Π型集箱原型和不同结构参数集箱的流场分别进行了三维冷态数值模拟,分析、归纳并验证了影响流量分配的各种结构因素,提出了模型的简化原则。用PRO/E建立简化后的过热器外部烟气、内部蒸汽及管壁的整体三维模型,选择合理的边界条件,以流体力学基本方程组和κ—ε双方程湍流模型为数学模型,对简化的过热器整体蒸汽流动与传热进行了三维热态数值模拟,直接得到不同负荷下各流程蒸汽质量流量、汽温、焓值、管壁的温度、热流量和传热系数等值的分布规律。通过计算分析得出:管壁温度沿蒸汽的流动方向逐步增大,最高壁温及最大热偏差管同为第3流程主汽阀侧靠近中部位置的支管;此位置管内蒸汽流量小、但热负荷大,致使热偏差大、蒸汽温度高、管壁温高,为危险管;随着负荷的增大,各位置管壁温度随之增加,各支管间壁温相差逐渐增大;且第3流程的最高壁温位置向后转移;各排管束两侧管子的蒸汽温度小于中部管子的蒸汽温度,这与烟气温度和流速分布不均匀有关:第3流程的热偏差系数较大,主要是由于蒸汽引入、引出方式及结构布置造成的,应从设计上进一步改进,使热负荷与流量匹配,减小热偏差,降低管壁温度。文章从基础理论出发,推导得出过热器模型简化原则首次实现了船用增压锅炉过热器整体三维数值计算分析。通过对蒸汽、管壁及烟气的耦合计算,得出了过热器的传热与流动规律,确定了各工况最高壁温位置及危险工况条件,归纳得出热力性能参数随负荷的变化规律,可为增压锅炉的设计及运行提供一定的技术支撑。
邱钟扬[4]2016年在《基于机理建模与运行数据辨识的电站锅炉过热器壁温分析》文中研究表明当前,伴随我国能源生产方式与消费方式的转型,燃煤火电机组时常需要配合新能源发电机组进行调峰运行,给机组运行的安全性和可靠性带来了越来越大的挑战。大型燃煤电站锅炉炉膛出口处的过热器长期处于高温高压的工作环境,是锅炉机组中金属壁温最高的换热部件,容易发生炉管超温甚至爆管事故。由于在炉膛出口处的超高温烟气环境中无法直接长期测量炉管壁温状况,因此有必要开展基于锅炉传热机理及运行数据的电站锅炉高温过热器壁温分析方法的研究。锅炉的传热是高温烟气将热能传递给低温侧的工质。本文分别从工质侧和烟气侧两个方面对电站锅炉炉膛出口处出现热偏差现象的原因进行分析,并在对某机组测量数据分析计算的基础上,重点研究炉膛出口处沿宽度方向的烟气侧热负荷不均匀分布情况,建立参数化的烟气热负荷分布模型,用于电站锅炉过热器炉管壁温的在线计算。采用基于支持向量机的热负荷分布模型预测方法,在对电厂运行数据平滑噪声和数据融合的基础上,提取影响热负荷分布的输入特征参数,构建数据样本集进行试验。在训练支持向量机的过程中,采用交叉验证方法提升预测精度,实现对运行工况下炉膛出口处烟气热负荷分布模型的辨识。基于过热器结构与传热学计算机理,对锅炉高温过热器进行传热区域划分,建立过热器炉管分片分段模型,通过迭代求解各管段传热量和工质流量,最终计算得到过热器各管段的工质温度与金属壁温。在壁温计算过程中,根据烟气热负荷分布模型引入烟气不均匀系数解决烟气侧热力不均匀问题。通过计算结果与实际测量数据的对比分析,验证了参数化烟气热负荷分布模型的有效性与支持向量机分类预测的准确性。以炉管壁温计算为核心,开发基于机理建模与运行数据辨识的电站锅炉炉管壁温在线计算系统。系统采用基于SOA的体系结构,包含后台模型搭建模块与前端界面展示模块,通过在线计算获取锅炉炉管壁温的分布情况,进行过热器状态监测与超温预警,为工程技术人员实现电站锅炉安全运行提供指导。
李翠凤[5]2007年在《某船用锅炉过热器蒸汽流动与传热数值模拟》文中认为过热器是锅炉装置的重要部件之一，由于其工作环境非常恶劣，超温爆管等事故时常发生。对过热器的研究始终是重点问题。本文对过热器的工作状况及超温爆管机理进行了简要的分析。以某船用锅炉过热器为研究对象，建立合理的数学模型，应用FLUENT软件对其进行了数值模拟。由于过热器的实体结构庞大，进行整体数值模拟比较困难。在原有模型的基础上，应用合理的比例对其缩小，使模拟结果能够反映出实际过热器的工作特点。本文采用Realizableκ-ε模型，速度与压力耦合采用SIMPLEC算法，近壁面处采用标准壁面函数法，用隐式格式离散化控制方程研究了过热蒸汽在集箱内的流动与传热过程中各种参数的分布规律。对过热器进行了三种不同情况的数值模拟，即沿蒸汽流动方向热负荷均匀分布、热负荷均匀递减和热负荷均匀递增。模拟出各种情况下的压力分布云图、温度分布云图、焓值分布云图、管内质量流量以及所截取截面管内蒸汽的各种参数等，并对模拟结果加以分析。通过对各种情况下的数值模拟表明：静压分布的规律由集箱的结构特性决定。模拟结果表明过热器可看成两个Z型结构串联而成。沿蒸汽的流动方向，第二个Z型结构的性能不如第一个Z型结构。但是两个串联后使流量不均匀性有所降低。而且该过热器的结构布置紧凑，弥补了单一Z型结构的不足。通过数值模拟为优化过热器的安全经济运行提供参考方案，同时节省了大量的人力物力，数值模拟在锅炉安全运行中必将会得到广泛的应用。
蔡芃[6]2009年在《大型电站锅炉过热器管壁温度三维计算研究》文中提出过热器是大型电站锅炉设备中重要的部件之一,对其壁温进行计算研究具有重要意义。本文针对过热器的易超温爆管现象,以某电厂SG2028／17.5-M9090型锅炉为研究对象,应用FLUENT软件在额定工况下对锅炉炉膛燃烧进行了数值模拟。模拟中尝试改变以往同类研究中忽略屏式过热器的做法,将过热器视为热源,对管道结构做特殊处理,设定壁面边界条件,并考虑了燃烧器区域伪扩散问题,迭代得到了上炉膛烟道内的烟温烟速分布。并在此基础上,利用Matlab软件对屏式过热器管壁温度进行三维计算研究,找出了管壁温度最高部位,为管壁温度监测点的选取提供了依据。
牛天况, 顾凯棣, 高安国, 郑剑飞, 朱丹午[7]1985年在《大型电站锅炉过热器和再热器壁温计算方法的改进》文中认为本文作者在苏联热力计算方法的基础上,吸收了我国科研工作者在沿集箱轴向流量偏差和同屏辐射热量偏差研究的成果,在导出一次交叉流动汽温变化规律、U型管束交叉流动烟温和汽温的解法的基础上,最后得到综合考虑沿烟道宽度流动偏差、吸热偏差以及同屏的流量偏差、辐射热量分配、沿烟道高度烟温偏差及同屏流量偏差等因素的壁温计算方法。本文还介绍了作者基于上述方法所编制出的壁温计算程序概况和应用该程序于30万千瓦直流锅炉过热器、再热器的计算结果。作者认为,建立井采用合理的、考虑各方面因素的壁温计算程序用于大型电站锅炉的设计,对于提高我国大型机组设计水平、保证机组安全进行有重要的意义。
刘林华, 王孟浩, 杨宗煊[8]1995年在《电站锅炉过热器和再热器管壁温度计算的一种新方法》文中提出在大型电站锅炉中，随着蒸汽参数的不断提高，屏式和辐射式过热器的广泛应用，以及直流锅炉和低倍率强制循环锅炉的问世，使锅炉受热面，特别是过热器和再热器的管壁温度十分接近其安全极限。为此，作者针对过热器和再热器提出了一种由炉外壁温推算炉内壁温的新方法。图４参３
衡丽君[9]2004年在《大型锅炉热偏差数值计算方法与应对措施的研究》文中指出随着电力工业的发展,火力发电机组的装机容量日益增大,300MW、600MW机组已成为电网中的主力机组,这部分机组运行质量的优劣对整个电网运行的可靠性、经济性有着非常重要的影响。过热器和再热器作为锅炉机组重要的部件,其可靠运行无疑对整个机组的安全运行有着非常重要的意义。随着机组容量的增大,锅炉过热系统因热偏差引起的超温爆管事故频频发生,严重影响了发电厂的安全、经济运行。鉴于上述原因,关于热偏差的成因及热偏差、壁温计算方法的研究就具有非常重要的实际意义。但多数人员对热偏差成因的研究多侧重于某一方面,很少对热偏差的成因进行全面、系统的理论分析;而且我国许多锅炉制造厂普遍采用原苏联热力计算标准方法来计算壁温,这种方法对于过去容量小、参数低的锅炉机组来说,计算结果还比较准确,但是对于现代大容量、高参数的电站锅炉来说,不可避免地带来一些问题。因此,论文在关于热偏差成因的综合理论分析基础之上,建立受热面合理的蒸汽流量分配计算模型、热偏差计算模型和壁温计算模型,摒弃原有计算方法中的不足,采取适于工程应用的计算方法,以实现准确地反映受热面出口汽温和管子壁温分布情况。同时,依据热偏差的成因提出相应的减小措施或预防对策。论文以石洞口电厂SG1025t/h亚临界压力直流锅炉MCR负荷下的热力工况为例,对建立的计算模型进行了实际应用,对引起热偏差的主要因素进行了分析。计算结果证明本文采用的计算方法较为合理,能够反映受热面的实际热偏差状况,对于过热系统受热面的优化设计、事故分析提供了一定的参考价值和实际指导意义。
李帮[10]2008年在《某船用锅炉过热器三维壁温计算及超温爆管研究》文中进行了进一步梳理过热器是蒸汽锅炉重要部件之一,其内部是高温高压的蒸汽,外部受到高温烟气的冲刷,工作环境十分恶劣。因而受设计、制造、运行等诸多方面因素的影响,过热器受热面经常发生超温爆管等事故。因而过热器管壁温度的准确计算对于锅炉设计与运行具有极为重要的意义。本文以某船用锅炉过热器为研究对象,在原有模型的基础上,应用合理的原则对其简化,使模拟结果能够反映出实际过热器的工作特点。应用GAMBIT专业软件建立包括过热器内部蒸汽、外部烟气及管壁的整体简化三维几何模型,并使用FLUENT软件进行了数值模拟。对计算模型进行了三种工况下的数值模拟,得出了蒸汽压力、流量、温度、焓值,热负荷和管壁温度等值随负荷变化的分布规律。分析结果表明:1.由于Z型过热器的结构特点及吸热的不均匀性,第一流程沿集箱蒸汽流动方向,管内蒸汽质量流量整体逐渐增加,但处于烟气走廊处的管子由于热效流效应大而使其流量有较明显的减小。第二流程占据烟道宽度的大半,其蒸汽流量分配呈中间低、两侧高的分布趋势。2.过热器中间横向隔板两侧的静压差大,工作环境恶劣,在负荷变化时,容易发生坍塌危险。3.过热器各流程内,蒸汽温度和焓值呈靠近烟道中间高而靠近侧面低的趋势。第二流程蒸汽温度和焓值分布有较大的不均匀性,且由于其本身温度和焓值又较高,因而易造成不良后果。4.由于烟温、烟速沿烟道宽度呈中间高两侧低的分布规律,使得对于与烟气流动方向垂直排布的任一排管束,其热负荷整体分布都呈中间高、两侧低的分布趋势。沿烟气流动方向热负荷呈前高后低分布。5.由于热负荷及流量分配的不均匀性,过热器第1排处于烟道中间位置编号12的管子的壁温最高,使其成为过热器最危险的管子。而100%负荷是三个工况中最危险的。数值模拟结果对船用锅炉过热器的优化设计与事故诊断具有一定的参考价值,同时此种数值模拟方法可以节省大量的人力物力,其在锅炉设计及安全运行中将会得到广泛的应用。
参考文献：
[1]. 大型电站锅炉过热器系统热偏差计算与壁温特性研究[D]. 张蓉媛. 华北电力大学. 2000
[2]. 电站锅炉过（再）热器壁温特性研究[D]. 刘杰. 北京交通大学. 2007
[3]. 增压锅炉过热器数值模拟及热偏差分析[D]. 曹民侠. 哈尔滨工程大学. 2008
[4]. 基于机理建模与运行数据辨识的电站锅炉过热器壁温分析[D]. 邱钟扬. 浙江大学. 2016
[5]. 某船用锅炉过热器蒸汽流动与传热数值模拟[D]. 李翠凤. 哈尔滨工程大学. 2007
[6]. 大型电站锅炉过热器管壁温度三维计算研究[D]. 蔡芃. 华北电力大学（北京）. 2009
[7]. 大型电站锅炉过热器和再热器壁温计算方法的改进[J]. 牛天况, 顾凯棣, 高安国, 郑剑飞, 朱丹午. 锅炉技术. 1985
[8]. 电站锅炉过热器和再热器管壁温度计算的一种新方法[J]. 刘林华, 王孟浩, 杨宗煊. 动力工程. 1995
[9]. 大型锅炉热偏差数值计算方法与应对措施的研究[D]. 衡丽君. 东南大学. 2004
[10]. 某船用锅炉过热器三维壁温计算及超温爆管研究[D]. 李帮. 哈尔滨工程大学. 2008