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作者:ope体育体育赛事|2020-03-10|浏览:151

1000MW超超臨界鍋爐高熱負荷區垂直水冷壁溫

超超臨界鍋爐均采用膜式水冷壁,膜式水冷壁向火側接受爐膛火焰輻射熱量,ope体育体育赛事而背火側是絕熱材料,水冷壁管內是工質強制對流換熱。膜式水冷壁的溫度水平是超超臨界鍋爐運行可靠性的重要參數。鍋爐水冷壁工作環境復雜,為保證超超臨界鍋爐安全、可靠的運行,必須評估膜式水冷壁的安全性,為此不但需要校核管子是否超過最高允許溫度,還必須校核鰭端溫度是否超過最高溫度限制。盛春紅、李志宏和李春燕等曾采用數值方法研究膜式水冷壁的溫度分布問題,分別建立了亞臨界和超臨界鍋爐水冷壁二維溫度分布計算方法。

其中后墻選取14根管子即第丨、73、145、177、209、241、作為研究對象,側墻取927、1021、1049作為研究對象。根據數值計算結果,重點焊縫三部分組成,所以需根據爐膛任一處壁面熱負荷取,分別確定管子、鰭片以及焊縫的熱負荷分布函數。首先應由角系數的相對性與完整性,推導確定輻射角系數W51,角系數示意如,鰭片上熱負荷分布函數如式P),焊縫上熱負荷分布函數如式(3),管壁上熱負荷分布函數如式(4.圖i膜式水冷壁數理問題示意圖沿爐膛寬度方向上熱負荷分布%,dx、分別表示管壁與焊縫、和管壁微元段間的角系數。

鍋爐水冷壁平面展開示意圖處于后墻中部強受熱區的第469號水冷壁管在燃燒器區域附近的熱負荷較高,熱負荷最高值對應爐膛高度為37.5m,在此區域水冷壁管壁溫度最高,0分別給出了35%BMCR(鍋爐最火連續蒸發量)、50%BMCR、BRL(鍋爐額定蒸發S)和BMCR等不同工況下,第469號水冷壁管在37.5m高度截面溫度分布,分析總結0發現:水冷壁向火側溫度遠高于背火側,水冷壁管壁周向存在較大溫差,這是因膜式水冷壁向火側和背火側熱邊界迥然不同。水冷壁溫度最高區域處于管壁向火側頂點或者膜式水冷壁向火側鰭端,隨負荷升高。最高溫度區從管壁向火側頂點移向水冷壁向火側鰭端,在亞臨界壓力的低負荷時管壁向火側頂點溫度最高,而在超臨界及超超臨界壓力的高負荷時向火側鰭端溫度最高。

2.2爐膛截面水冷壁金屬溫度及工質溫度爐膛橫截面上熱負荷的不均勻分布和水冷壁結構的不均勻性,造成爐膛水冷壁的吸熱不均,在同一爐膛截面上水冷壁管間存在熱偏差。標高37.5m為最高熱負荷區域,35%BMCR下,各水冷壁標高37.5m的爐膛截面上工質焓值、千度,管外向火側壁面溫度和工質溫度如24.由圖可見,在此標高位置,管內工質均達到飽和,管內工質溫BRL負荷469號管在高37.5m截面溫度場0BMCR469號管在高37.5m截面溫度場度都處于相應壓力下的飽和溫度,管間飽和溫度差別小,但各管干度有較大差別,最大干度為0.4,最大干度差為0.15,熱負荷高區域干度高。焓值和管外向火側溫度的變化趨勢與干度的變化趨勢相似。在爐膛寬度上,熱負荷高區域管壁溫度高,焓值高,工質溫度高,在亞臨界負荷下時其干度高。

2.3爐膛高度膜式水冷壁截面溫度本平分析爐膛高度方向水冷壁的溫度分布僅給出BMCR負荷下第469號管管壁向火側外壁母線溫度、內壁母線溫度及流體溫度沿爐膛高度方向的變化,如67所示,BMCR沿爐膛寬度方向的X軸250%BMCR標高37.5m爐膛截面管內工質焓值沿爐膛寬度方向的變化沿爐膛寬度方向的X軸3m爐膛截面管內工質干度沿爐膛寬度方向的變化沿爐膛寬度方向的X軸450%BMCR標高37.5m爐膛截面管內工質溫度和管外壁溫度沿爐膛寬度方向的變化5BRL負荷標高37.5m爐臘截面管內工質溫度和管外壁溫度沿爐膛寬度方向的變化6BMCR下469號管壁溫度沿管高度變化下水冷壁工作在超超臨界壓力區。管壁溫度沿管子高度方向逐漸升高,沒出現壁溫飛升現象,其外壁溫度與內壁溫度的差值相對較大,尤其在燃燒器附近,此處熱負荷較高,受熱面管外壁向火側外壁溫度與內壁溫度的差值最大,內外壁最大溫差為51.5(:,較亞臨界壓力下的35%BMCR下內外壁溫度差大。在BMCR下,469管沿管子高度方向的最大熱負荷為300kW/m2.根據水冷壁運行參數,此時469管內工質質量流速為1830kg/(m2s),壓力在28.530.8MPa之間。根據6,內螺紋管水冷壁在此工況條件下,傳熱良好,壁溫不會出現明顯的飛升現象。這也驗證了在此工況下計算結果是可靠的。6中壁溫都低于490C,水冷壁溫度也都在水冷壁金屬最高溫限以內。在標高18m處,管子外壁溫度存在尖點,這是因為此處為光管與內螺紋管的分界點,光管和內螺紋管的傳熱不同,內螺紋管有明顯的強化傳熱效果,內螺紋管的內壁換熱系數于光管,管子外壁溫度則小于光管,這正好驗證了內螺紋的傳熱性能優于光管。焓值在標高48.92m出現降低,是因為水冷壁管在此標高的中間混合集箱實現混合以平衡了管間溫度差所致。