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1000MW超超临界压力直流锅炉螺旋管圈水冷壁的水动力及传热特性试验研究

作　者: 杨勇
导　师: 朱才广；俞谷颖
学　校: 上海发电设备成套设计研究院
专　业: 热能工程
关键词: 螺旋管圈水冷壁 传热特性 1000MW 超超临界直流锅炉
分类号: TK229.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 224次
引　用: 4次
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内容摘要


由于C02浓度的增加导致的气候变暖是当前人类面临的重大课题,C02的主要来源是化石燃料的燃烧,尤其是煤炭的燃烧；而中国是世界上最大的煤炭生产国和煤炭消费国,同时也是煤电装机容量最大的国家。节能减排将作为一项长期的国策贯彻执行下去,因此发展先进的火力发电技术是我们面临的重大课题。实践证明,大力发展清洁高效的超临界／超超临界机组是当前最现实、可行和经济地减少CO2排放的方法。目前我国电力的主力机组发展成为以600MW和1000MW的大型超超临界燃煤机组为主。为了满足调峰需求,要求该类机组能在从超临界压力到亚临界压力范围内安全经济运行。由于该类机组通常采用变压运行的方式,而在变压运行过程中,工质物性变化剧烈,传热机理复杂,加之炉内燃烧的复杂性,使得水冷壁管间热偏差增大,所以保证水冷壁的传热特性良好和水动力的稳定是发展超临界压力直流锅炉的关键所在。我国超临界压力直流锅炉炉膛水冷壁的主要型式有垂直管屏和螺旋管圈两种,上海锅炉厂有限公司的发展方向是采用螺旋型水冷壁。为了研制具有自主知识产权的超临界压力600MW和1000MW机组锅炉,上海市科委于2007年制定了“大容量超临界锅炉研制”(合同编号：07dz12005)重大项目,项目责任单位为上海锅炉厂有限公司。其中的子项目“锅炉热力、水动力、壁温等计算程序的开发”(合同编号：07dz12005—2)由上海发电设备成套设计研究院承担,包括了对螺旋管圈水冷壁的壁温状况、传热特性及水动力特性的研究,为编写锅炉热力、水动力、壁温等计算程序提供依据。该课题分两部分进行,一方面在我院超临界压力水动力及传热特性试验室完成φ38.1×7.2mm倾斜光管从亚临界压力到超临界压力范围内的传热特性试验,主要模拟在实际启动过程以及低负荷下光管螺旋管圈水冷壁的传热特性；另一方面,对上海锅炉厂有限公司生产的1000MW超超临界压力光管螺旋管圈水冷壁塔式直流锅炉进行了实炉水动力试验,对水冷壁的向火面和背火面管壁温度进行实时监测。通过试验研究发现：在实际运行参数下工作的倾斜光管内并不会出现汽水分层现象；得到了在各种负荷工况下炉膛热负荷的分布情况以及螺旋管圈的热偏差状况,并发现水冷壁管的超温现象均发生在大比热区附近,这些数据和结论的取得为该类型水冷壁的运行、设计和改造提供了充分的数据基础和理论依据。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
1 绪论  9-12
2 我国超临界锅炉水冷壁的结构  12-23
  2.1 垂直管屏水冷壁  12-13
  2.2 螺旋管圈水冷壁  13-15
  2.3 研究背景及意义  15-16
  2.4 研究内容  16
  2.5 研究方法  16-17
  2.6 试验机组锅炉概况  17-23
3 超临界压力水动力试验台  23-29
  3.1 超临界压力水动力试验台系统  23-27
    3.1.1 试验系统  24
    3.1.2 试验设备  24-25
    3.1.3 试验参数的测量和计算  25-27
    3.1.4 试验数据的采集  27
  3.2 试验方法  27-29
    3.2.1 试验的准备工作  27
    3.2.2 试验过程  27-29
4 试验结果与分析  29-36
  4.1 试验数据处理  29
  4.2 试验结果  29-34
  4.3 试验结论  34-35
  4.4 对比分析  35-36
5 实炉试验研究  36-71
  5.1 测定的布置及安装  36-38
    5.1.1 测点的布置  36-37
    5.1.2 温度测点的安装  37-38
  5.2 数据处理  38-45
    5.2.1 工质温度的测量  38-40
    5.2.2 炉膛热负荷的测定  40-45
  5.3 炉膛热负荷分布  45-58
    5.3.1 低负荷下壁温及热负荷与试验台结果的比较  45-48
    5.3.2 不同负荷工况下壁温和热负荷分布  48-54
    5.3.3 不同磨煤机投运方式下的结果比较  54-58
  5.4 螺旋管圈吸热偏差  58-61
    5.4.1 不同负荷下的热偏差  58-59
    5.4.2 热偏差比较  59-61
  5.5 超临界压力下水冷壁温度飞升现象  61-70
    5.5.1 测点的安装和测点位置  61-62
    5.5.2 超临界压力下水冷壁管温度飞升现象  62-65
    5.5.3 壁温飞升的原因分析  65-69
    5.5.4 总结  69-70
  5.6 试验结论  70-71
6 结论  71-72
参考文献  72-75
致谢  75

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中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 蒸汽动力工程 > 蒸汽锅炉 > 各种类型锅炉 > 超临界参数锅炉
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