開題報(bào)告--300mw煤粉_高爐煤氣摻燒爐過熱器及再熱器壁溫計(jì)算

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告</p><p>　　學(xué)生姓名： 班級(jí)： </p><p>　　所在院系：動(dòng)力工程系 所在專業(yè)： 熱能與動(dòng)力工程 </p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）題目： 300MW煤粉/高爐煤氣摻燒爐過熱器及再熱器壁溫計(jì)算</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)

2、（論 文）開 題 報(bào) 告</p><p>　　300MW煤粉/高爐煤氣摻燒爐過熱器及再熱器壁溫計(jì)算</p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>　　1課題背景</b></p><p>　　過熱器以及再熱器作為鍋爐主要的受熱面，有著十分重要的地位。過熱器將飽和蒸汽加熱成具有一

3、定溫度的過熱蒸汽，提高蒸汽的焓值，從而增加蒸汽的做功能力，提高電廠的循環(huán)熱效率；還能對(duì)過熱汽溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證汽溫在正常溫度范圍內(nèi)波動(dòng)。再熱器將汽輪機(jī)高壓缸排氣再一次加熱，使其溫度和過熱汽溫相等或相近，然后再送到中、低壓缸繼續(xù)膨脹做功；能對(duì)再熱汽溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證汽溫在正常溫度范圍內(nèi)波動(dòng)[1]。</p><p>　　但是，由于它們所處環(huán)境工質(zhì)溫度高、傳熱性能差，處于高溫?zé)煔舛?，金屬壁溫高，很容易達(dá)到金屬使用極限；鍋爐

4、參數(shù)提高，容量增大，鍋爐各受熱面數(shù)量和位置發(fā)生變化，過熱受熱面向爐膛移動(dòng)（輻射式過熱器），工作條件更差[2]；設(shè)計(jì)或運(yùn)行不當(dāng)，很容易引起受熱面金屬超溫，長期超溫會(huì)造成爆管，工質(zhì)泄露，停機(jī)，是鍋爐故障最多的部件之一。所以研究其壁溫變化曲線就顯得十分必要，通過對(duì)其運(yùn)行中的壁溫進(jìn)行理論計(jì)算從而得出不同負(fù)荷及不同摻燒情況行下的壁溫變化曲線分析影響壁溫變化的因素并為集控運(yùn)行提供一定的依據(jù)。</p><p><b>

5、;　　2．國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</b></p><p><b>　　2.1國內(nèi)鍋爐現(xiàn)狀</b></p><p>　　我國運(yùn)行中的大容量電站鍋爐，四角切向燃燒方式占大多數(shù)。我國主要的鍋爐制造廠從國外引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)300MW和600MW電站鍋爐，其爐型也是采用四角切圓燃燒方式。這中爐型在運(yùn)行中的一個(gè)突出問題是過熱器、再熱器超溫爆管的事故頻繁發(fā)生，而且隨著鍋爐容量的增大

6、這一問題越來越嚴(yán)重。長期以來一直影響鍋爐安全運(yùn)行的過熱器爆管問題，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行，多年來各科研部門、鍋爐廠等對(duì)鍋爐“四管”爆破現(xiàn)象的研究一直未中斷[3]。</p><p>　　目前，大機(jī)組鍋爐普遍存在的超溫爆管問題還沒有得到根本解決，這一普遍性事故的產(chǎn)生根源主要是對(duì)超溫爆管的成因沒有完全弄清和現(xiàn)有的計(jì)算方法不夠準(zhǔn)確，造成設(shè)計(jì)失誤。從目前的研究情況來看理論上已經(jīng)礙到了一定的進(jìn)展，如離散理論計(jì)算受熱面的熱偏差

7、等都取得了一定的成效，但實(shí)際上要將研究成果應(yīng)用于實(shí)際，替代原有的計(jì)算方法還需要很長的過程[4]。</p><p>　　過熱器、再熱器超溫爆管現(xiàn)象是各種因素的綜合反映，因此在解決這一問題時(shí)，應(yīng)從燃燒風(fēng)煙系統(tǒng)特性、蒸汽流量阻力分配特性、材質(zhì)選擇、運(yùn)行方式等各個(gè)方面著手，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究和理論分析研究計(jì)算，確定方案進(jìn)行綜臺(tái)治理。目前，大機(jī)組鍋爐普遍存在的問題逐沒有得到根本解決，如爐膛出口煙溫偏高、再熱器過熱爆管等問題仍

8、有許多工作要做，以進(jìn)一步提高大機(jī)組鍋爐的運(yùn)行安全性。</p><p>　　2.2引起過再熱器壁溫超溫的普遍因素</p><p>　　這些都可以從國內(nèi)一些機(jī)組出現(xiàn)的問題總結(jié)出來[5]：</p><p>　　諫壁電廠1000t/h直流鍋爐屏式過熱器超溫爆管事故，發(fā)現(xiàn)前屏和后屏的同屏熱偏差較大，噴水調(diào)節(jié)閥特性差，漏流量大，造成在運(yùn)行中第二級(jí)噴水量經(jīng)常過大而使前屏和后屏的溫

9、度水平升高，甲、乙爐膛第一級(jí)噴水量控制不當(dāng)時(shí)，使甲乙爐膛后屏過熱器出口的汽溫偏差加大。黃埔電廠400t/h箱式油爐第一級(jí)過熱器超溫爆管事故，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)人員的計(jì)算沒有考慮由比容差引起的熱效流量偏差。陡河電廠850t/h鍋爐高溫過熱器的超溫爆管事故，發(fā)現(xiàn)后管束6根管子的節(jié)流圈孔徑太小，人為地大大減小了它們的蒸汽流量，構(gòu)成夾緊管的三根管子吸熱量和阻力系數(shù)都大，應(yīng)該增大其節(jié)流圈的孔徑。但設(shè)計(jì)中沒有考慮這一措施，屏式過熱器與高溫過熱器直接相連，中間

10、并無交叉和混合，使這兩個(gè)管組沿?zé)煹缹挾鹊奈鼰崞畀B加起來。寶鋼電廠1084t/h鍋爐屏式再熱器的超溫爆管事故，發(fā)現(xiàn)集箱三通區(qū)會(huì)產(chǎn)生渦流，渦流區(qū)的蒸汽靜壓降低，就會(huì)使與其相連的管屏的流量減少而出口溫度升高。福州電廠1150t/h鍋爐屏式再熱器和末級(jí)再熱器的超溫爆管事故，發(fā)現(xiàn)是由煙氣側(cè)沿?zé)煹缹挾鹊奈鼰崞睢⑼翢崞詈陀杉淙ㄖ袦u流引起的屏間流量偏差三種因素所造成的[6]。</p><p>　　引發(fā)鍋爐超溫爆管的因

11、素十分復(fù)雜。管材制造、冶金質(zhì)量、安裝、焊接等原始質(zhì)量問題。也有運(yùn)行中內(nèi)壁承受高溫、高壓，外壁經(jīng)受高溫燃?xì)飧g，顆粒沖蝕、直至運(yùn)作制度、管理與維護(hù)等，這些因素不下十幾項(xiàng)，但90％左右的超溫爆管本質(zhì)原因是管材經(jīng)高溫、腐蝕和應(yīng)力的共同作用，出現(xiàn)材料的損傷和裂紋擴(kuò)展可致。</p><p>　　在繁多的失效因素中，應(yīng)力損傷、蒸汽管內(nèi)腐蝕、疲勞等屬于取材、制造、加工、維修和運(yùn)行管理等原因有關(guān)，而腐蝕（高溫氧化，熔鹽和硫的腐蝕

12、，應(yīng)力腐蝕）和有關(guān)磨損則是表面工程技術(shù)可關(guān)注與設(shè)法解決的對(duì)象[7]。</p><p>　　3.目前經(jīng)過研究實(shí)踐所采取的一些有效措施</p><p>　　為了預(yù)防過熱器再熱器管超溫，在運(yùn)行中，應(yīng)嚴(yán)格按運(yùn)行規(guī)程規(guī)定操作．鍋爐啟停時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按啟停曲線進(jìn)行，控制鍋爐參數(shù)和過熱器管壁溫度在允許范圍內(nèi)；實(shí)行狀態(tài)機(jī)修，保證設(shè)備健康可靠運(yùn)行[8]；</p><p>　　提供優(yōu)質(zhì)的爐管

13、備品，從源頭上保證爐管的可靠性。在采購環(huán)節(jié)選擇質(zhì)量可靠的廠商購買爐管．優(yōu)質(zhì)的管材是保證鍋爐安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。</p><p>　　成立防四管爆破技術(shù)小組，加強(qiáng)監(jiān)督檢查爐管的運(yùn)行情況。對(duì)過熱器再熱器管壁溫度加強(qiáng)監(jiān)督，保持管壁溫度計(jì)能夠準(zhǔn)確的反映爐管的壁溫情況。對(duì)超溫現(xiàn)象進(jìn)行考核。定期檢查受熱面的清潔情況，有針對(duì)性地吹灰，有必要時(shí)減負(fù)荷吹灰，防止鍋爐結(jié)焦[9]。</p><p>　　對(duì)鍋爐吹灰器

14、定期檢查維護(hù)。保證每個(gè)吹灰器能夠正常投用。運(yùn)行中出現(xiàn)吹灰器故障時(shí)，立即聯(lián)系檢修并處理好；提高焊接質(zhì)量[10]，防止因焊接問題造成爆管。在大小修時(shí)鍋爐的換管工作承包給有資質(zhì)的火電安裝公司進(jìn)行焊接，并對(duì)焊接部分進(jìn)行探傷檢查，確?？煽俊?lt;/p><p>　　進(jìn)行嚴(yán)格的汽水質(zhì)量監(jiān)督，保證凝結(jié)水、給水、爐水、蒸汽質(zhì)量合格，防止?fàn)t管發(fā)生結(jié)垢。</p><p>　　大力推進(jìn)運(yùn)行值班員的培訓(xùn)工作，提高運(yùn)行

15、值班員的運(yùn)行技術(shù)水平，防止鍋爐發(fā)生超溫，汽溫汽壓大幅波動(dòng)。保證燃料燃燒充分、穩(wěn)定,減少爐管積灰結(jié)焦[11]。</p><p>　　4.本文的研究方法和研究?jī)?nèi)容</p><p>　　1）根據(jù)鍋爐CAD圖形得出各部分結(jié)構(gòu)的尺寸，列出熱力計(jì)算的主要原始數(shù)據(jù)，包括鍋爐主要參數(shù)和燃料特性參數(shù)，根據(jù)燃料、燃燒方式及鍋爐結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)，進(jìn)行鍋爐通道空氣量平衡計(jì)算。</p><p>

16、　　2）進(jìn)行理論工況下的燃燒計(jì)算，然后計(jì)算鍋爐通道內(nèi)煙氣的特性參數(shù)；</p><p>　　3）繪制煙氣焓溫表，進(jìn)行鍋爐熱平衡計(jì)算和燃料消耗量估算，然后進(jìn)行鍋爐爐膛熱力計(jì)算；</p><p>　　4）按煙氣流向?qū)Ω魇軣崦嬉来芜M(jìn)行熱力計(jì)算，接著進(jìn)行鍋爐整體計(jì)算誤差的校驗(yàn)，符合要求后進(jìn)行壁溫的計(jì)算。</p><p>　　5）依次進(jìn)行摻燒計(jì)算，最后得出影響壁溫變化的因素。&

17、lt;/p><p><b>　　5. 總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過查閱資料以及以上對(duì)國內(nèi)外在鍋爐超溫爆管領(lǐng)域做出的各種研究可以看出現(xiàn)如今對(duì)鍋爐超溫爆管的研究方法，大致可以總結(jié)為一下幾種途徑：</p><p>　　大容量電站鍋爐汽溫事故的改進(jìn)必須針對(duì)設(shè)計(jì)原因。不論在鍋爐的設(shè)計(jì)中還是在現(xiàn)場(chǎng)的改進(jìn)工作中，一定要有準(zhǔn)確的同屏熱偏差、屏間流量偏差和

18、爐內(nèi)管子壁溫的計(jì)算方法作為依據(jù)。</p><p>　　國外一些大公司在過熱器和再熱器的設(shè)計(jì)中存在不少問題。特別是對(duì)同屏熱偏差、集箱三通中渦流的影響、復(fù)雜系統(tǒng)的流量偏差計(jì)算，以及爐內(nèi)壁溫的計(jì)算等方面都有很多不足之處。</p><p>　　通過切實(shí)可靠的理論計(jì)算來支持壁溫變化曲線的建設(shè)，從而探究有效地控制方法，結(jié)合運(yùn)行實(shí)際，達(dá)到對(duì)此類現(xiàn)象進(jìn)行有效地控制的目的。</p><p

19、><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　王衡.高參數(shù)大容量電站鍋爐過熱器再熱器的超溫問題和爐內(nèi)壁溫在線監(jiān)測(cè)[J].鍋爐技術(shù),2009,140(1):5~9.</p><p>　　安道遠(yuǎn),周傳勇.分析電廠鍋爐過熱器爆管原因及預(yù)防對(duì)策[J]中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011,(22):121</p><p>　　王孟浩等.陡河電廠日本85

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