【摘要】：超(超)臨界鍋爐因其參數(shù)較高,具有效率高等顯著優(yōu)點(diǎn),但高參數(shù)導(dǎo)致高壁溫,壁溫過高將導(dǎo)致高溫腐蝕,如果壁面存在顆粒沖擊造成沖蝕磨損,二者形成耦合作用,會(huì)產(chǎn)生更大的危害。影響壁面耦合過程的因素包括壁溫、壁面H_2S濃度、煤灰顆粒沖擊量及沖擊速度等。本文使用AnsysFluent軟件對660MW超臨界鍋爐的燃燒過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,利用Fluent的編程功能計(jì)算得到各區(qū)段水冷壁內(nèi)壁的平均壁溫,并將計(jì)算得到的平均壁溫賦給壁面參與迭代,同時(shí)比較得出壁面所有網(wǎng)格的最高溫度;利用Fluent的沖蝕磨損模型得出燃燒器區(qū)域壁面的顆粒質(zhì)量沖擊量(kg/(m~2·s),借助Fluent軟件的sample功能結(jié)合excel進(jìn)行點(diǎn)數(shù)據(jù)處理,得到了沖擊燃燒器區(qū)壁面的顆粒最高速度及顆粒速度值的分布情況。結(jié)果顯示,內(nèi)壁平均溫度最高及網(wǎng)格溫度最高的區(qū)段均在SOFA上部區(qū)域,二者均可達(dá)到698K,壁面硫化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高可達(dá)到0.24%;各墻壁面上燃燒器噴口對側(cè)區(qū)域的最大值為6kg/(m~2·s);沖擊燃燒器區(qū)壁面的顆粒最高速度可超過30m/s,但其占比不足沖擊總顆粒量的0.3%,20-25m/s的沖擊顆粒占比約10%,顆粒速度的主體為5-20m/s。在后墻壁面的上組燃燒器區(qū)及右側(cè)墻壁面的下組燃燒器位置,存在高硫化氫濃度、高顆粒質(zhì)量沖擊量、高顆粒沖擊速度的耦合侵蝕區(qū)域。用模擬結(jié)果指導(dǎo)高溫腐蝕與磨損的耦合實(shí)驗(yàn)。設(shè)置質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%H_2S+99.8%N_2腐蝕氣氛,給入煤灰顆粒后沖擊加熱罐內(nèi)的水冷壁管材15CrMoG與SA-213T12,煤灰顆粒沖擊量為1.8 kg/(m~2·s),顆粒沖擊角度分別為30°、60°及90°,沖擊速度分別為15m/s及35m/s,加熱溫度分別為335℃、435℃及535℃,測量試樣的表面深度,并對試樣進(jìn)行電鏡觀察、EDS能譜分析及XRD衍射分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),60°與90°的顆粒沖擊產(chǎn)生的耦合侵蝕效果是接近的,30°沖擊的侵蝕效果最弱,30°及60°沖擊下耦合區(qū)域會(huì)出現(xiàn)偏移,故90°沖擊更適合耦合特性的研究;15m/s沖擊與35m/s沖擊可達(dá)到相同的耦合侵蝕效果,二者對耦合作用的促進(jìn)作用是同等的,EDS能譜分析表明15CrMoG的腐蝕產(chǎn)物抗沖蝕能力強(qiáng)于SA-213T12;335℃及435℃下,15CrMoG與SA-213T12的抗耦合侵蝕能力相當(dāng),在535℃下,15CrMoG抗耦合能力優(yōu)于SA-213T12,而前者更廉價(jià),因此推薦15CrMoG做水冷壁材料;耦合侵蝕特性的改變,是由于高溫腐蝕特性的改變,故應(yīng)該從抵抗高溫腐蝕的角度來抵抗耦合侵蝕。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM621.2
【圖文】：

- 1 -圖 1-1 2017 年我國各類能源消費(fèi)量比重[2]超超臨界技術(shù)能夠提高蒸汽的壓力和溫度參數(shù)，進(jìn)而已有超過百臺(tái)的 600℃級超超臨界發(fā)電機(jī)組投入性和較高的經(jīng)濟(jì)性[4]。超臨界技術(shù)特性優(yōu)異，歐美等超臨界電站技術(shù)的計(jì)劃（歐洲的 AD700 計(jì)劃，的 A-USC）[5-7]。的煤質(zhì)多變，燃用低品質(zhì)煤易導(dǎo)致鍋爐爐內(nèi)受熱面用壽命大幅降低，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失。高溫腐蝕因之一。鍋爐運(yùn)行過程中，由于燃煤中硫及其它有冷壁構(gòu)成腐蝕。這種高溫腐蝕現(xiàn)象在各燃煤鍋爐中亞臨界鍋爐，超臨界鍋爐的一個(gè)明顯特點(diǎn)在于水冷態(tài)，因此超臨界鍋爐水冷壁的壁溫沿高度方向發(fā)生

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 2 章 數(shù)值模擬對象及模型方 660MW 超臨界鍋爐，鍋爐為單爐膛，Π型823 米、19.0823 米、68.5 米，基本尺寸見至水平煙道，關(guān)注的核心區(qū)域?yàn)槔浠叶分琳?

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文器采用四墻切圓燃燒方式，分為上下兩組，其水平布置圖見燃燒器采用四角切圓布置，共四層，其水平結(jié)構(gòu)見圖 2-2(b)。布如圖 2-2(c)所示。

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4 石聲泰;高溫腐蝕與防護(hù)[J];宇航材料工藝;1985年01期

5 ;國際高溫腐蝕與防護(hù)會(huì)議籌備工作進(jìn)展順利[J];腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù);1989年02期

6 張恒祥;黃小鷗;國懷治;;電站鍋爐“四管”防止高溫腐蝕的噴涂預(yù)保護(hù)技術(shù)[J];水利電力機(jī)械;1989年06期

7 王平梅;;鍋爐的高溫腐蝕[J];腐蝕與防護(hù);1988年05期

8 張勝超;張雪芹;;NaCl鹽膜對珠光體耐熱鋼抗高溫腐蝕性能的影響[J];熱處理;2014年03期

9 丁力;陳曲進(jìn);;鍋爐高溫腐蝕分析與技術(shù)措施[J];四川電力技術(shù);2007年01期

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2 金錚;陳夢謫;壽林;;12Cr2M_0WVTiB鋼長期使用過程中的高溫腐蝕行為[A];海峽兩岸電子顯微學(xué)研討會(huì)論文專集[C];1992年

3 李德波;沈躍良;馮永新;;超臨界對沖旋流燃燒鍋爐側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕現(xiàn)場試驗(yàn)研究[A];全國火電機(jī)組靈活性改造技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2018年

4 焦慶豐;;大型電站鍋爐水冷壁管高溫腐蝕原因探討[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會(huì)文集[C];2000年

5 謝勇鋒;;淺析受熱面管道高溫腐蝕原因及對策[A];廣東省電機(jī)工程學(xué)會(huì)2003-2004年度優(yōu)秀論文集[C];2005年

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7 羅睿;李娜;周屈蘭;沈吉兆;田明泉;;旋流對沖燃燒煤粉爐壁面溫度分布的實(shí)驗(yàn)研究與高溫腐蝕的預(yù)測[A];能源高效清潔利用及新能源技術(shù)——2012動(dòng)力工程青年學(xué)術(shù)論壇論文集[C];2013年

8 張立功;范翊;羅勁松;褚明暉;安立楠;;抗氧化和抗高溫腐蝕的Si-Al-C-N聚合物前驅(qū)體陶瓷[A];第十三屆全國高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集[C];2004年

9 李汝萍;樊印龍;童家麟;呂洪坤;葉飛;李劍;丁歷威;;某600MW鍋爐超低NO_x改造后爐內(nèi)燃燒數(shù)值研究及優(yōu)化[A];浙江省電力學(xué)會(huì)2018年度優(yōu)秀論文集[C];2018年

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4 汪向陽;含鹽苯胺廢液流化床焚燒及高溫腐蝕的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

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7 石踐;700℃超超臨界鍋爐過熱器管候選材料在不同介質(zhì)中的高溫腐蝕研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2017年

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9 秦董禮;鍋爐鋼在模擬燃煤灰分環(huán)境中高溫腐蝕性能研究[D];沈陽師范大學(xué);2015年

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本文編號：2776148