大容量电站锅炉的可靠性统计和分析

介绍了大容量电站锅炉可靠性统计与可靠性分析使用的术语定义、锅炉及锅炉部件可靠性特征量的计算公式、锅炉可靠性薄弱环节的统计方法和锅炉部件的可靠性统计方法。给出了大容量电站锅炉22个可靠性常用术语、12个可靠性统计的时间定义、12个可靠性特征量的计算公式和某型号600MW锅炉可靠性的统计结果。这些可靠性术语定义、可靠性特征量的计算公式和可靠性统计方法为大容量锅炉的可靠性分析、可靠性评定、可靠性设计与可靠性管理提供了依据。表3参7

锅炉受热面热偏差的改进措施

平圩发电有限责任公司的2号锅炉是采用美国CE公司技术,由哈尔滨锅炉厂设计和制造的我国首批600 MW亚临界燃煤锅炉。由于热偏差大,分隔屏、后屏、再热器经常发生超温爆管现象。平圩发电有限公司联合上海发电设备成套设计研究院,共同进行了技术攻关。通过试验研究和计算分析,找出了超温爆管的原因。在改造方案中应用了可控涡强的计算方法,制定了从CD层开始二次风逐渐加大反切风、过燃风水平摆动的思路,并解决了分隔屏、后屏、再热器经常超温爆管的问题。图8表3参5

低NO_x燃烧器与常规直流煤粉燃烧器的NO_x生成特性的研究

对350 MW电站锅炉采用低NOx燃烧器和常规直流煤粉燃烧器的NOx生成特性进行了实验研究和数值模拟,结果表明:①最高温度、平均温度和中心温度等与炉膛高度的关系保持不变,即径向空气流分级不影响炉膛的燃烧特性;②采用低NOx燃烧器时,其炉膛中心的氧气浓度比采用常规直流煤粉燃烧器时要小;③炉膛截面平均NOx浓度和中心NOx浓度随炉膛高度的关系基本相似,但NOx最大浓度随炉膛高度的分布规律不同,采用低NOx燃烧器时NOx最大浓度明显与一、二次风布置有关,采用常规直流燃烧器的NOx最大浓度在燃烧器区域随高度分布呈现双峰形;④它们对应的平均NOx浓度最大值截面和平均温度最大值的截面的高度分别相同,但平均NOx浓度最大值截面比平均温度最大值的截面要低;采用低NOx燃烧器时,截面NOx浓度最大值区域比常规直流燃烧器有大幅度的减小;⑤低NOx燃烧器可比常规直流燃烧器降低NOx排放28.6%。图14表2参4

采用壁面吸气改善叶栅性能的数值模拟

针对某大折转角子午扩张型导叶,通过数值模拟,讨论了端壁附面层抽吸对叶栅性能的影响。结果表明:对于大分离叶栅,在靠近吸力面的端壁上进行附面层抽吸可以获得最佳效果。端壁抽吸可以改变流场的分离形态,遏止端壁角区的分离,并延迟和减小吸力面的分离。从而在大部分叶高上使得叶片负荷增加,损失减小,并且沿径向分布趋于均匀。图6参8

带可调进口导叶离心压缩机的性能分析

以数值模拟的方式对某带可调进口导叶的离心压缩机级内部流动进行了分析研究。对计算得到的性能曲线及相对速度矢量图的分析表明,进口导叶正旋绕时性能曲线向小流量区移动,负旋绕时向大流量区移动;经最高效率点进入小流量区后效率下降较快;在进口导叶大安装角情况下,在大的流量范围内导叶区域均存在显著分离,大流量时短叶片吸力面前部有回流区,小流量时长叶片吸力面上发生分离。图8参7

三维湿蒸汽自发凝结流动的数值模拟

采用完全欧拉坐标系下的数值模型描述湿蒸汽两相自发凝结流动过程,对某汽轮机低压部分三维静叶栅中内复杂的自发凝结流动进行了模拟和分析。与忽略自发凝结的计算结果相比,叶片表面的压力分布有所不同,吸力面侧尤为明显;自发凝结的发生引起气流角的变化,直接导致作功能力的变化;由于流动参数沿径向分布不均,自发凝结引起的湿度沿径向分布也明显不同;计算结果同时显示边界层对自发凝结有很大的影响。图8参6

HAT循环逆流式湿化器的热力性能实验研究及冷却数计算

在理论分析湿化器内部传热传质机理的基础上,进行了湿化器总体热力性能试验,得出了在不同实验工况下,各测量参数对湿化器热力性能的影响规律,同时计算了冷却数,得出了其变化规律。结果表明:随水气质量比的增大,湿化器出口湿空气的温度、温升和出口水温都增大,而冷却数减少。在同一水气质量比下,随进口水温升高,出口湿空气温度、温升和出口水温都增大,冷却数减少。在各实验工况下,湿化器的出口湿空气都具有很高的相对湿度,达到或接近饱和状态。冷却数降低对系统有利,但不是越低越好,应该优化选择最佳值。图4表1参13

数据挖掘技术在火电厂优化运行中的应用

火电机组运行优化目标值的合理确定是实施机组性能诊断和优化运行的前提和基础,是电站运行优化的关键。采用传统方法确定的优化目标值往往不能正确反映机组的实际运行状态。充分利用火电厂生产运行的大量历史数据,提出了数据挖掘的火电机组运行优化方法,将模糊关联规则应用于火电厂运行优化目标值的确定。以某300 MW机组历史数据为基础,运用这一方法得到各典型工况下的最优值以指导实际运行。试验结果表明,基于数据挖掘的火电厂运行优化目标值确定方法可以提高机组运行效率,降低污染物排放。图4表1参9

利用小波神经网络的单元机组负荷系统的建模

火电单元机组是一个复杂的多变量对象,采用常规方法难以建立它的非线性数学模型。利用一种多输入多输出的连续小波神经网络对单元机组负荷数学模型建模问题进行了研究。理论分析和实际测试结果表明:网络具有良好的辨识精度和泛化能力,小波神经网络可以较好地逼近单元机组负荷数学模型。图9表1参9

基于WINDOWS的微型燃气轮机实时智能监控系统

微型燃气轮机是一种新型的低排放的分布式发电装置,可广泛应用于分布式电站、冷热电联产以及混合电动汽车等领域。为对微型燃气轮机和动力电池组合进行混合动力应用试验研究,将微型燃气轮机与油耗仪、外接电池组和负载组成试验系统,通过控制发电机功率的数字功率控制器的用户维护串口,在Windows环境下开发监控程序,对微型燃气轮机运行状态参数,进行自动实时监控,并对发电功率进行自动调节。图3表1参6

垃圾焚烧电站空气预热器与低压省煤器的组合分析

垃圾焚烧电站的低温腐蚀十分严重。目前,尾部受热面(主要是空气预热器)防腐蚀措施主要是在空气预热器前增加暖风器,以提高空气预热器的金属温度,减轻腐蚀,但增加暖风器会降低锅炉乃至电厂的效率。针对深圳市环卫厂150t/d垃圾焚烧锅炉的改造方案,以蒸汽空气加热器和低压省煤器的联合使用的方案进行计算分析,兼顾尾部受热面防腐和整个机组效率,综合考虑尾部受热面布置和热力系统的优化,并对垃圾焚烧电站热力系统优化设计提出了原则性的建议。图1表2参7

生物质混合物与褐煤共热解特性的试验研究

选取秸秆、稻壳、玉米芯、木屑、沙柳枝和叶、旱柳枝和叶、紫花苜蓿、芦苇、碱草等13种农业和林业废弃物、草木类等生物质,按相同比例混合为生物质混合物,采用热重分析仪分析研究该生物质混合物与某典型褐煤在不同混合比例下的共热解特性,计算了生物质挥发分析出终止温度并合理定义了褐煤挥发分析出温度。热解试验表明:不同比例的生物质混合物与褐煤在共热解过程中,热解产物的产率基本等于单独热解生物质和褐煤的产率加权平均值;生物质混合物的比例在20%~40%时,褐煤挥发分析出温度低于褐煤单独热解时挥发分析出温度,生物质中的高碱金属和CaO含量及H/C比较大等因素的存在具有一定的促进作用;生物质混合物的比例在50%以上时,由于生物质密度较小且易软化,阻碍煤挥发分的逸出和扩散,使褐煤挥发分析出温度显著高于褐煤单独热解时挥发分初始析出温度,生物质对褐煤热解有抑制作用。图5表3参17

垂直上升管中采用光纤探针测量截面含气率的实验研究

采用快速关闭阀门法和光纤探针法对垂直上升管中截面含气率的测量进行了试验研究。在常温常压下,对不同管径和不同流量下的垂直上升管中的油气两相流,建立了平均截面含气率α和管道中心局部含气率cα之间的函数关系式;参考Bankoff变密度模型建立了指数分布模型;最后对局部含气率rα沿管径分布进行了研究。结果表明:在试验工况下,rα沿径向逐步减小,局部含气率的最大值出现在管道中心。图8参9

电石渣在湿法脱硫中的消溶特性

采用盐酸模拟烟气中的SO2,在釜式反应器中研究了溶液pH值和温度对湿法烟气脱硫中电石渣的消溶特性的影响。实验结果表明:溶液pH值越小,电石渣的消溶速率越快,且在实验控制条件下所达到的最终消溶率也越大;消溶速率随着温度的升高而加快。实验测出了不同工况下电石渣的最终消溶率,并得出了电石渣消溶特性的经验公式。图4表3参7

冷热电三联供系统配置与运行策略的优化

对一个冷热电三联供系统的配置与运行策略进行了分析。该系统由燃气内燃机、吸附制冷机和电热泵组成。根据设备容量、数量、性能和分时段能源价格等,在满足应用场合冷热电负荷需求条件下,运用混合整型(0-1)多级目标规划方法,建立了联供系统的优化模型,得到了系统的最优配置和运行策略。该模型三级目标函数包括运行费用最低、各主要设备配置数量最少和实际运行负荷率最大化。应用该模型对一实例进行的分析取得了较好的经济效果。图3表1参7

30Cr1Mo1V转子钢的蠕变特性

对30 Cr1Mo1V转子钢在540℃和565℃下进行了有中断的蠕变试验研究,应力范围为240~320 MPa,得到了蠕变过程中损伤因子和蠕变寿命分数之间的关系。通过蠕变试验后试样维氏硬度的检测和蠕变过程中硬度对蠕变断裂性能的影响分析,提出了蠕变断裂Larson-Miller公式的硬度修正公式,并对其有效性进行了检验。结果表明:在Larson-Miller参数值大于18000时,修正值与实际值比较一致;而在小于该值时相差较大。此外,还研究了损伤和Larson-Miller数之间的关系。图6表3参9

2006年度《动力工程》索引