【摘要】：36MPa/700℃/720℃超超臨界機組的熱效率可達到50%以上,供電煤耗可降低到250g/(kW·h),是火電機組的發(fā)展目標。由于蒸汽參數(shù)提高幅度較大,鍋爐汽水系統(tǒng)中工質(zhì)的熱物理特性發(fā)生巨大變化,故而不能照搬現(xiàn)役機組的設計技術(shù)。本論文根據(jù)熱力學和傳熱學理論,在研究600℃超超臨界鍋爐汽水系統(tǒng)參數(shù)和運行實際問題的基礎上,研究了 700℃超超臨界鍋爐設計的幾個新問題。主要內(nèi)容包括:1)研究了水冷壁參數(shù)設計和中間點溫度設計以及傳熱惡化計算方法。對4個變負荷工況和3個變煤質(zhì)工況下的水冷壁熱負荷分布以及傳熱特性進行了計算分析。結(jié)果表明,在額定負荷時,700℃級超超臨界鍋爐水冷壁出口工質(zhì)溫度的設計值應為450℃～460℃,選材為T92鋼管,僅需布置一段水冷壁。在本文設計參數(shù)下,水冷壁管內(nèi)工質(zhì)在57%負荷左右處于臨界壓力區(qū),仍有較高的安全裕度;但煤質(zhì)變化對水冷壁出口工質(zhì)比焓的變化影響增大。由于壓力提高1OMPa,工質(zhì)熱物性的變化較大,水冷壁對熱偏差更為敏感,需要精確控制水冷壁熱負荷和熱偏差。2)對700℃超超臨界鍋爐過熱器和再熱器系統(tǒng)進行了 2種方案(無煙氣再循環(huán)和有煙氣再循環(huán))的設計和計算;分析了爐膛設計計算方法中的若干重要問題;根據(jù)工質(zhì)熱物理特性,對過熱器和再熱器受熱面的傳熱特性進行了機理分析。結(jié)果表明,700℃超超臨界鍋爐的參數(shù)提高后,高溫過熱器和高溫再熱器的傳熱系數(shù)有所提高,但傳熱溫差降低使傳熱量減少;采用煙氣再循環(huán)調(diào)節(jié)汽溫時,有較好的調(diào)節(jié)效果,但受熱面的傳熱溫差降低,需要增加過熱器和再熱器受熱面。3)研究了低氧燃燒高效爐型的技術(shù)方案,針對大型鍋爐單只燃燒器燃燒熱負荷不均勻?qū)е碌臓t內(nèi)熱偏差擴大、單個燃燒器燃燒不穩(wěn)定、燃燒效率下降、局部NOx生成量較大等問題進行了理論分析。4)為便于分析煤質(zhì)變化對700℃超超臨界鍋爐運行特性的影響,基于燃燒學理論與現(xiàn)代研究的新成果,研究了國內(nèi)電廠燃用的176個動力煤的著火特性、穩(wěn)燃特性和燃盡特性的宏觀規(guī)律,建立了煤粉的著火溫度和著火熱計算模型。5)提出了幾個新方法:垂直管屏水冷壁進口處安裝的新型子午線形節(jié)流圈技術(shù),可解決現(xiàn)用節(jié)流圈容易沉積氧化鐵而致堵管的問題,并降低節(jié)流圈的阻力損失;超臨界壓力下水冷壁傳熱惡化的函數(shù)化計算新方法;解決全負荷變壓運行過程中蒸發(fā)吸熱量與過熱吸熱量不平衡,防止屏式過熱器低負荷超溫的方法;通過輸粉管煤粉流量調(diào)平和二次風優(yōu)化分配,實現(xiàn)大型煤粉鍋爐低氧高效燃燒、低NOx排放以及低熱偏差的新思路;用煤粉的著火溫度和著火熱模型分辨煤質(zhì)易燃性與穩(wěn)燃性的函數(shù)分析新方法。
[Abstract]:The thermal efficiency of ultra supercritical units at 36MPa/700 鈩，

本文編號：2249548