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1、第17卷 第2期动 力 工 程Vol.17No.21997年4月 POWERENGINEERINGApr.1997·37· 启动分离器在超临界压力直流锅炉中的启动特性史绍平 余春平 余圣方王茂华(北京 北京华能仿真技术公司)(华能南京电厂)摘 要 该文根据低负荷水冷壁无延迟跟踪假定建立了超临界压力直流锅炉中启动分离器入口焓方程。以平均比容和平均焓值作为特征变量,模拟了启动分离器在超临界压力直流锅炉从冷态启动至带节流的直流锅炉运行过程中的启动特性。以华能南京电厂的俄罗斯锅炉ТПП2316öco
2、为研究对象,部分结果与现场实际运行参数作了比较。最后,给出了在启动过程中启动分离器主要参数的启动曲线。图7表1参6 主题词:超临界压力锅炉 启动分离器 容积特性 数值模拟 研究及过热器的枢纽。启动分离器的正常工作是0 前言过热器安全运行的重要保障。而且,启动分离 俄罗斯红色锅炉厂生产的300MW超临器的启动特性决定了蒸汽的参数(压力、温界直流锅炉采用双流程对称布置,燃烧器前度)及蒸汽流量。它的稳定性和灵活性决定了后墙为对冲式。水冷壁采用膜式水冷壁,炉膛直流锅炉在低负荷下的调节特性。如何建立分为
3、上、下辐射区。工质经省煤器后进入下辐起正确的数学模型不仅能较好的模拟直流锅射区,混合后进入上辐射区,上辐射区出口经炉的动态特性,而且还能对直流锅炉的运行水平烟道、费斯通管及顶棚仓墙管后通过调调整起指导作用。节门(分进阀)引入启动分离器。与汽包锅炉1 数学模型的描述不同,直流锅炉没有汽包来保证过热器的入口参数,使过热器入口工质为蒸汽。在直流锅1.1 入口焓方程的建立及求解炉的启动过程中,水冷壁与过热器的连通门入口焓方程的建立是在如下假设的基础(顶出门)关闭,工质通过分进阀进入启动分上来完成的:离器后
4、,分离出的蒸汽经分出阀进入过热器(1)以单管模型为基础,锅炉汽水流动加热后送入汽机,水进入点火扩容器扩容后,以单根管内的流动来代替。蒸汽流到除氧器或旁路,水根据其品质的好(2)集中参数法,每一分段均以出口参坏流入地沟或凝汽器。系统简图示于图1。数为特性参数。 启动分离器(图2)在直流锅炉低负荷过(3)传热恶化等事故情况不在此文的考程中起着十分重要的作用。它是连接水冷壁虑之中。(4)在启动时,省煤器及水冷壁中由于19951023来稿,19960716收到修改稿。流动工质侧传热系数相对烟气侧来说很大
5、,©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 第2期动 力 工 程 ·39·简估假设:为:(1)忽略流体切向旋转对能量的影响。dmd=∑Fin-∑Fout(4)(2)分离器壁温特性对分离工况的影响t仅考虑管壁散热对能量的影响。图3 容器示意图 式中 M——容器中的质量,kgFin——进入容器的质量流量,kgösFout——流出容器的质量流量,kgös1.2.2 能量平衡方程根据能量守恒原理,能量平衡方程可写
6、为:dE=∑FinHin-∑Fout·Hout-Qe(5)dt 式中 E——容器中总能量,kJHin——进入容器流体的焓,kJökgHout——流出容器流体的焓,图2 直流锅炉启动分离器kJökg(3)对于汽液共存时,两相总是处于饱Qe——容器对外界散热量,kJös和状态。1.2.3 容积混合特性(4)进入过热区时,启动分离器内工质混合物比容按平均比容计算,即参数采用单节点流网计算,容积影响忽略。容Vsp积模型示意图见图3。Vm=(6)M1.2.1 质量平衡方程3 式中 Vsp——容器的体积,
7、m按照质量守恒原理,质量平衡方程可写混合物比焓按平均比焓计算,即©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 第2期动 力 工 程 ·41·ТПП2316öco超临界压力直流锅炉的基再热蒸汽压力:3.8MPa本参数如下:再热蒸汽温度:545°C额定负荷:1000töh锅炉热效率:91.53%主蒸汽压力:25MPa燃料消耗量:116.4töh主蒸汽温度:545°C锅炉燃料的主要成份示于表1。表1 锅炉燃料的主要成
8、份种类低位发热量水份(%)灰份(%)碳(%)氢(%)氧(%)挥发份(%)油405603.00.183.010.40.7—煤265507.021.564.093.043.114.91 在启动过程中,低负荷时采用全燃油,至30%后油、煤混烧。当负荷升至20%左右时,稳定参数,汽机开始冲转,至1300römin后暖机,然后升负荷使汽机升速至3000römin后并网,增加负荷转为纯直流运行。锅炉启动参数为:单流程流量:150töh(30%负荷)给水压力:26.0MPa给水温度:105°C
