煤／气混烧电站锅炉对流受热面传热特性的研究
大型电站锅炉多煤种混烧技术探讨
电力技术 El ect r i c Power Technol ogy
Vol.19 No.1 J an.201山东 东营 257087）
【摘 要】对设计煤 种为贫煤的锅炉燃烧无烟煤、烟煤、混煤和油泥砂等多煤种混烧进行了技术研究和探讨，通
过 结合各煤种特点，采取技术措施，合理 组织和优化系统的运行方式，显著提 高了锅炉制粉系统和燃烧系统对煤种 的
适应性，从而提高机组的安全性和经济性。
【关键词】贫煤；多煤种混烧；直吹式
【中图分类号】 TK16
【文献标识码】 B
【文章编号】 1674- 4586( 2010) 01- 0032- 04
1 引言
(1) 锅炉运行中燃烧稳定性较差，主汽压力波动 较大，发生过灭火，影响了机组的安全稳定运行。
(2) 机组启停、辅机设备检修（特别是下层A、B 磨煤机）或低负荷运行时所需助燃用油量大。
(3) 锅炉飞灰可燃物大，机组的经济性降低。 因此，在来煤复杂多变的情况下，如何完成多 煤种的混烧任务，对提高机组的安全性和经济性具 有极其重要的意义。
2 原因分析
种类
烟煤 无烟煤 混煤
表1 二期锅炉2007年入炉煤质统计
平均发热量 ( kc al / kg)
48 00 58 00 54 00
平均灰份 ( %)
28 20 25
平均可燃基 挥发份( %)
22 11 15
所占比例 ( %)
26. 90% 33. 80% 37. 13%
胜利发电厂设计煤种贫煤的低位发热量为 5034kcal /kg，可燃基挥发份为15.37%，但实际运行 中燃用大量的无烟煤、烟煤、混煤，表1为二期锅炉 2007年入炉煤质统计，可以看出，这些非设计煤种 成份与设计煤种存在很大的差异。
掺烧高炉煤气对锅炉传热特性影响的研究
Ｊ ａ ｎ ．，２ ０ １ ３
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掺 烧 高炉 煤 气 对 锅 炉传 热特 性 影 响 的研 究
方 立 军 ，武 生 ，胡 月龙 ，刘静 静 ，于 澜
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄｅ ｒ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ａ ３ ０ ０ ＭＷ ｐｏ ｗｅ ｒ ｐｌ ａ ｎ ｔ ’ Ｓ ｂ ｌ ｅ ｎｄ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｏ ｆ ＢＦＧ． Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ｄ ｙｎ ａ ｍｉ ｃ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ
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Ｆ Ａ Ｎ Ｇ ｏ ｎ ｇ ，Ｌ Ｉ Ｕ Ｊ ｉ ｎ ｇ － ｊ ｉ ｎ ｇ ，Ｙ Ｕ Ｌ ａ ｎ
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上海电力学院学报2007年总目次
凄 —蔓 ｝ 每ｉ： 譬爱
利 港 电厂 正压 浓相 气 力输送 技术 应用 … …… … …… …… …… …… …… … …… … 马 雷 向洪 俊 （２ １） 斜 切 喷管 的推 力及 力矩 计算 …… …… … …… … …… …… …… …… … 林 霞 李 立人 徐志斌 等 （６ １） 考 虑热 效应 流体 绕 流柱 体 的流动 分析 … … …… … …… …… …… … 张丽 华 唐 俊锐 丁永航 等 （２ ） １７ ６０ＭＷ 励 磁机 轴 承振 动爬升 的故 障 诊 断和处 理 … ……… … ……… … …… … … 何 新 有 倪 定 （３ ） ０ １０ 利用变频技术降低风机和水泵运行能耗的研究 …………………………………………… 郑 刚（３ ） １３ 微 油点 火技 术在 ６ ０ ＭＷ 燃 煤 机组 上 的试验 研究 … …… … ……… … 刘 宏芳 王 志飞 熊建 国（ ２ ） ０ ２３ 四角切 圆煤 粉锅 炉燃 烧 温度场 的数 值 模 拟 …… …… …… …… … … 徐广 强 魏 敦松 石奇光 等 （２ ） ２７ 燃煤 锅 炉汞 排放 量 的测 量与分 析 方法 … …… … …… …… …… … … 张赢 丹 潘 卫 国 周伟 国等 （２ ） ３８ 秸秆 类 生物 质燃 烧结 渣 与沉积 倾 向分 析 …… … …… …… … ……… 李琦 芬 任 建兴 潘 卫 国等 （３ ） ３３ 嘉 兴发 电厂 二期 冲渣 水 闭式循 环 系统 技术 改造 探 析 …… …… …… … …… …… … …… … 许 悠 佳 （３ ） ３７ 煤／ 混烧 电站锅 炉对 流受 热 面传 热特 性 的研究 …… …… …… …… 赵林 凤 王 文欢 宗仰炜 等 （４ ） 气 ３ １
普及金属腐蚀与防护知识重要性的研究 ……………………………… 葛红花 汪 洋 周国定等（ １ ６） 大型 定子 水 内冷发 电机 内冷水 Ｒ ／ Ｎ ／ Ｏ Ｈ Ｒ ａＲ Ｈ混 床 处理 方法 的探 讨 … …… …… 李新 学 夏恩 专 （５ ６） 废 旧锌锰 电池 回收利 用研究 进 展 … …… …… … …… …… …… …… 张俊 喜 张铃 松 王超君 等 （５ ） １１ 铜镍合金耐蚀性影响的研究进展 ………………………………………………… 徐群杰 黄诗俊（５ ） １７
燃煤电站锅炉对流受热面灰污监测的研究
过程中和负荷变化幅度大时， 清洁因子的监测有一
燃 煤 电站 锅炉 运行 中 ， 流受热 面不 可避免地 定 的局 限性 。 对 要发 生 积灰 现 象 ，而 这 些积 灰 将 影 响受热 面 的传
热 ，导致传 热系数 降低 ，烟道通 风 阻力增 大及排烟 １ 对 流 受 热 面 监测 模 型
第２ 期
陆红波，等
燃煤 电站锅炉对流受热面灰污监测的研 究
６ １
高负荷 时 ，污 染增长 较快 ，吹灰 时 间间 隔较 短 。对
故 省煤器 的理 想传 热系 数和 负荷户 间存在 这 之
于布置 在炉膛 出 口处积 灰速度 比较 快 的受热 面 ， 吹 样 的线性 关 系 ：
灰频率应该比较大。 积灰速度慢的受热面吹灰频率
第 ２ 卷第 ２期 ６
２１ ０ ０年 ２月
电
力
科
学
与
工
程
Ｖｏ ． ６ １ ，Ｎｏ ２ ２ ． Ｆ ｂ， ０ ０ ｅ ．２ １
Ｅｌ ｃｒ ｃＰ ｗｅ ｃｅ ｃ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｅ ｔｉ ｏ ｒＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
燃煤 电站锅炉对流 受热面灰 污监测 的研 究
Ｑｓ Ｈ” Ａａ－） ｊ 旧 一 ＋ ／， ＝ ￣
将此积灰监测模型用于某 电厂 的 ３号机组上，
（ ） 软件采 样周 期是 ３ ０Ｓ ３ ０ ，数据 来源 于现场 ＤＣＳ系
相对 比较小 。 １ 受 热面 清洁 因子 的计算原 理 ． ２
以省煤器为例 ， 明任一 受热面热平 衡计算口 。 说 州
而 ＝０ １ ３ ６ ． ７ ．２ Ｐ＋ ７ ９ ７
（） ６
１２ 省 煤器 清洁 因子 的计算 ．． ３
混煤燃烧特性的热重试验研究
对于燃烧性能相差较大的无烟煤与烟煤或褐 煤掺混燃烧时, 最大失重速率有较大幅度的减小, 远小于单一煤种的最大失重速率, 在掺混比为
越好。H F 值随掺混比的变化规律示于图 11。
图 11 不同掺混比下煤样 H F 值变化曲线
由图 11 可以看出: 对于燃烧性能相差较大的 煤种掺混燃烧, 如无烟煤与烟煤或褐煤掺烧, 在以 燃烧无烟煤为主 (无烟煤占比例大于 50% ) 时, H F 指数随易燃煤比例的增加而增加, 说明煤样 在着火后燃烧速度下降, 不易形成较高的燃烧温 度, 燃尽性可能会下降, 甚至比无烟煤的燃尽性能 还差。
表 1 试验煤样的工业分析
水份 (M ) %
灰份V , ad)
%
固定碳 高位发热量
(F c, ad) (Q g r, ad)
%
M J kg
褐煤
5. 61 31. 52
38. 2
30. 28
21. 21
烟煤
2. 83 34. 66 30. 29 32. 67
19. 93
无烟煤 0. 78 26. 19 9. 42 63. 61 24. 84
笔者对 1 种烟煤、1 种无烟煤和 1 种褐煤的 混煤进行了热天平试验。 由于活化能是反应物分 子由初始稳定状态为活化分子所需吸收的能量, 因此煤的活化能比着火温度更能从本质上描述煤 的着火性能。 本文对不同掺混比下混煤的活化能 进行求解, 根据活化能及着火温度随掺混比的变 化规律, 对混煤的着火特性进行了分析; 此外, 根 据试验数据, 并考虑活化能的意义, 提出反映煤燃 烧速度的燃烧指数 H F , 并利用 H F 对混煤燃烧的 稳定性和燃尽性能进行了研究。
电站锅炉混煤燃烧问题的研究与实践
电站锅炉混煤燃烧问题的研究与实践近年来，随着国内社会经济的快速发展和电力工业的不断进步，由于受煤炭市场诸多不确定性因素的影响，因此很多电站锅炉不得不燃用混煤。
然而，混煤燃烧时，各种煤粉、成份之间相互作用，导致混煤表现出特殊性，这与单煤种燃烧存在着较大的差异性。
在该种情况下，难以由单一的煤种燃烧性能参数、不同煤种配比来确定混煤燃烧特性。
目前来看，电站锅炉混煤燃烧技术在我国电力企业中已经得到了推广，但在电站锅炉混煤燃烧技术应用的过程中出现了一些问题。
工作人员从混煤燃烧技术的特性和在电力企业中的应用着手进行研究，寻找解决电站锅炉混煤燃烧技术弊端的方法，从而实现混煤燃烧技术在电力企业的普及。
标签：电站锅炉；混煤燃烧问题；研究与实践煤炭市场供应紧张的形势限制了我国电力企业的发展，为减少煤炭短缺对电力事业造成的不良影响，电站锅炉普遍采用混煤燃烧的技术。
混煤燃烧技术中，若煤的质量、混合比例、燃烧环境等因素控制恰当则能够保证电站工作的安全运行，在降低发电成本的同时减少工业废气和废品的排放。
电站锅炉混煤燃烧技术中，影响混煤燃烧效果的不稳定因素比较多，工作人员很难对这些不稳定因素进行控制。
为解决电站锅炉混煤燃烧过程中的复杂问题，我国对混煤燃烧技术进行了深入的研究和分析。
混煤燃烧技术的特点电站锅炉混煤燃烧技术的分类比较多。
目前，普遍被大家所接受的是以制粉系统运行方式为标准进行的分类。
根据制粉系统运行方式的不同，电站锅炉混煤燃烧技术可以分为三类，即分磨制粉、仓内掺混、炉内混烧，分磨制粉、炉内掺烧和炉前掺配，炉内混烧。
分磨制粉、仓内掺混、炉内混烧的技术是通过磨煤机将不同的煤块制作成煤粉混合放在仓库中，使电站的锅炉使用同样的物料。
这种混煤燃烧技术制作出来的煤粉更能接近火种的着火点，而且能够提高混煤的燃尽率。
分磨制粉、炉内掺烧的技术是采用不同的磨煤机制作不同的煤粉，然后将不同磨煤机内的煤粉送入到锅炉中，让煤粉在炉内自行掺烧。
锅炉原理-第五章锅炉受热面及工作特点
过热器与再热器的结构形式
过热器和再热器的作用与特点
工作特点 外部烟温高：大约在600～1400℃。 内部汽温高：一般在320 ～ 540℃，近年出口汽温 可达560 ～ 620℃。 冷却条件差：亚临界压力下的蒸汽密度比水小，蒸 汽与管壁间的对流放热系数小，冷却能力差；提高蒸 汽流速，可使蒸汽冷却能力增强，但会增大压降，降 低蒸汽的做功能力。 安全裕度小：壁温高，管子的工作温度接近允许使 用温度。
能有效防止炉壁结渣
悬吊敷管炉墙（炉墙全部重量靠水冷壁支承）
主蒸发受热面（直流锅炉除外）
水冷壁
水冷壁的结构
水冷壁分光管壁、膜式壁两种 膜式壁炉膛气密 性好,可减少漏风,降低热损失,提高锅炉效率；有较 大的辐射受热面积，可降低受热面金属耗量；炉墙 重量轻，便于采用悬吊结构；锅炉蓄热能力减少， 有利负荷调节，锅炉启停快。
（a）（b）
直流锅炉水冷壁
UP型垂直上升管屏水冷壁
一次上升型（a）
特点：系统简单，流动阻力小；相邻 管屏外侧管间壁温差较小；可采用全悬吊 结构；水力特性较为稳定；但对锅炉负荷 适应性较差，金属耗量大
上升 - 上升型（ b ） 炉膛下部高热负 荷区域布臵两个串联回路，用于提高管内 工质质量流速以避免流动异常和传热恶化
气量的方法（如分隔烟道挡板）调节汽温
蒸汽温度调节
喷水减温方法
喷水减温器是将清洁度
很高的水直接喷入过热蒸
汽中以降低汽温（大锅炉 直接由水泵出口取水） 喷水减温装臵通常安装 在过热器连接管道或联箱 中
蒸汽温度调节
喷水减温方法
主要有旋涡式、笛形管
（多孔喷管）式两种
结构简单，惯性小，调
节灵敏，易于自动化，可
电站锅炉燃用水煤浆炉内结渣、传热及污染物排放特性的研究
浙江大学硕士学位论文电站锅炉燃用水煤浆炉内结渣、传热及污染物排放特性的研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：工程热物理指导教师：赵翔;黄镇宇20030101摘要Ｙ￥３７＃０４我国的能源结构是以煤炭为主，煤炭大量开采和低效利用带来了严重的环境污染。
水煤浆是一种低污染、高效率、流动性强的代油新型清洁燃料，本文针对广东省茂名热电厂２＃油炉改烧水煤浆示范工程，对锅炉改造后的结渣特性、炉内传热特性和污染物的排放特性进行了试验研究。
本文首先采用ｋ—ｅ双方程模型对水煤浆侧边风燃烧器进行了数值模拟，并与实际锅炉燃烧器冷态调试试验结果对比，结果吻合较好，这为我们分析炉内空气动力场特性提供了参考：其次对锅炉结渣动态特性试验，采用ＸＲＤ的分析方法，较为准确的描述了实际锅炉结渣的过程；最后为了准确的判断出水煤浆的结渣倾向，本文对锅炉结渣的七个影响因素提出了模糊综合判断模型，正确的反映出了该水煤浆的结渣倾向。
本文介绍了燃油锅炉改烧水煤浆后炉内传热及其污染物的排放测试结果。
包括温度场、火焰黑度、过热器管壁温度、排烟温度、排烟成分。
这些数据表明了燃烧水煤浆的一些特点，可以为改烧水煤浆锅炉的改造和设计提供参考。
关键词：水煤浆炉内传热数值模拟火焰黑度锅炉改造排放ＡＢＳＴＲＡＣＴＣｏａＩｉＳｔｈｅｍａｉｎｅｎｅｒｇｙｉｎＣｈｉｎａ’Ｓｅｎｅｒｇｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ＢｕｔｔｈｅｌａｒｇｅｑｕａｎｔｉｔｙｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎｏｆｃｏａＩａｎｄｌｏｗｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｃｏｎｓｕｍｉｎｇｂｒｉｎｇｓｅｒｉｏｕｓｐｏｌｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｃｏａｌ－ｗａｔａｒｓｌｕｒｒｙｉＳａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｃｌｅａｎｆｕｅＩａｓａｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｆｏｒｏｉＩ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｔｅＳｔｓｏｆＭａｏｍｉｎｇＮｏ．２ｏｉｌ－ｆｉｒｅｄ２２０ｔ／ｈｕｔｉｌｉｔｙｂｏｉｌｅｒｂｅｉｎｇｒｅｔｒｏｆｉｔｔｅｄｔｏｆｉｒｅｃｏａｌ－ｗａｔｅｒｓｌｕｒｒｙ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｌａｇｇｉｎｇｔｅｎｄｅｎｃｙ，ｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓａｎｄｐｏｌｌｕｔａｎｔｅｍｉｓｓｉｏｎｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙｔｈｅｋ．￡ｔｗｏ－ｅｑｕａｔｉｏｎｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｍｏｄｅ｜ｉＳｕｓｅｄｉｎｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｓｉｄｅ—ａｉｒｂｕｒｎｅｒ，ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａＩｍｅａｓｕｒｅｓａｎｄｔｅＳｔｓ，ｇｏｏｄａｃｃｏｒｄａｎｃｅａｃｈｉｖｅｓ．ＴｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｒｉｎｇｇｒｅａｔｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅｉｎａｎａｌｙｚｉｎｇａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃａＩｆｉｅｌｄｏｆｂｏｉｌｅｒ．ＳｅｃｏｎｄｌｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆＸＲＤｉＳｕｓｅｄｉｎａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃｏｕｒｓｅｏｆｄｙｎａｍｉｃｓｌａｇｇｉｎｇｔｅｓｔ。
低压电站锅炉水侧传热性能研究
低压电站锅炉水侧传热性能研究低压电站锅炉是一种用于产生蒸汽和供热的重要设备。
锅炉的水侧传热性能是决定其热能转化效率和运行安全的重要指标。
本文将从低压电站锅炉的水侧传热机理、传热性能评价方法以及提升传热性能的途径等方面展开探讨。
首先，低压电站锅炉的水侧传热机理是理解其传热性能的基础。
传热机理包括对流传热、辐射传热和传导传热等三种方式。
对流传热是水侧传热的主要方式，它通过流体的流动将热量从锅炉加热表面传递到水中。
辐射传热是指加热表面向周围环境发射的辐射能量。
传导传热是指加热表面与水之间通过直接接触传递热量。
为准确评价低压电站锅炉的水侧传热性能，可采用热工学性能指标。
主要指标包括热传导率、热阻系数、传热系数和热传递效率等。
热传导率是水侧传热性能的基本参数，它反映了物质传导热量的能力。
热阻系数是指热量传递过程中的阻力大小，它是热量传导和对流传热过程中的重要参量。
传热系数是指单位面积上传热量与传热温差之比，它刻画了热量传递的快慢程度。
热传递效率是指传热量与供热能量之比，能够反映热能利用的效果。
在提升低压电站锅炉水侧传热性能方面，我们可以从以下途径入手。
首先，优化锅炉结构设计。
合理的锅炉结构能够增加水侧传热表面积，提高传热效率。
其次，改善流体流动方式。
流体流动方式直接影响到对流传热效果，采用优化的流动方式能够提高传热效率。
另外，增加换热面积也是提高传热性能的重要方法，通过增加传热面积，可以增加传热表面积，提高传热效率。
此外，优化锅炉水质和改善水处理设备也能够有效提高水侧传热性能。
锅炉水质的疏水性和清洁度对传热性能有着直接的影响。
除了上述方法，我们还可以通过添加传热增强剂来提高低压电站锅炉的水侧传热性能。
传热增强剂是一种添加到流体中的物质，能够改变流体的流动状况，从而增加传热表面积和改善传热性能。
常见的传热增强剂包括颗粒、纤维、添加剂和换热面积增强器等。
通过添加传热增强剂，可以提高传热系数，加快热量传递速度，提高传热效果。
煤气化炉高效换热器结构与传热特性研究
煤气化炉高效换热器结构与传热特性研究煤气化炉是工业生产过程中重要的设备之一，燃料的煤炭在炉内受高温反应，产生可燃气体，通常包括合成气、一氧化碳、氢气等。
然而，在煤气化过程中，大量的热量会被浪费掉，不仅影响煤气化炉的能源利用率，也会加剧环境污染。
因此，如何有效地回收和利用煤气化炉产生的余热是一个亟待解决的问题。
高效换热器可以有效地回收煤气化炉产生的余热，达到节能降耗的目的。
高效换热器的作用是通过传热来把煤气化炉产生的余热转化为可用的能源，如蒸汽、热水等，以便回收利用。
因此，高效换热器的选择和设计对煤气化炉的能源利用率和产量非常重要。
高效换热器的结构种类较多，常见的有板式换热器、管壳式换热器、螺旋板式换热器等。
其中，管壳式换热器是应用最广泛的高效换热器之一，具有结构简单、传热效率高、可靠性好等优点，深受煤气化炉厂家的青睐。
在煤气化炉中，院壳式换热器通常由一个外壳和内部的管束组成。
炉气通过管束内部，而冷却介质则通过外壳流动，从而实现热量的传递。
管壳式换热器的设计要考虑到冷却介质的流速，管束的数量和间距，以及流体进出口的位置等因素。
如果换热面积过小，换热效率就会降低，产量也会受到影响。
因此，设计师需要综合考虑前述因素，以确保高效换热器的性能、成本和可维护性。
除了属于设计范畴的换热器形式外，换热器的材质也很关键。
煤气化炉产生的烟气温度往往在1200°C以上，这会对换热器材质提出很高的要求。
传统的换热器材料包括不锈钢、碳钢等，但随着煤气化技术的不断进步，新型高温合金材料的应用也越来越广泛。
这类材料具有抗氧化、抗热腐蚀、高温强度高等优点，可以保证煤气化炉的性能和寿命。
高效换热器的另一个重要特性是传热效率。
传热性能受到多个因素的影响，包括材质、结构、流态、流体性质等。
在高效换热器设计中，传热性能是一个重要的指标。
提高传热效率的关键是增加换热器的换热面积和改善流态。
对于管壳式换热器来说，可以采用增加管束数量、增加管子数量、减小管子间距的方法，来提高换热面积。
锅炉保温系统中的热辐射与对流传热耦合机理
锅炉保温系统中的热辐射与对流传热耦合机理热力设备中的锅炉保温系统是为了提高能效和保证设备正常运行而必不可少的一部分。
在保温系统中，热辐射和对流传热是两种重要的传热方式。
本文将探讨锅炉保温系统中热辐射与对流传热的耦合机理，并分析其对系统传热效果的影响。
一、热辐射与对流传热的基本概念在锅炉保温系统中，热辐射是指热源通过辐射作用将热量传递给其他物体的过程。
热辐射是一种在真空和非真空环境下都能传递热能的方式，不需要介质的直接传递，因此它与传统的热传导和对流传热方式有所不同。
对流传热是指通过介质（如空气或液体）的流体流动使热量从热源传递到冷源的过程。
在锅炉保温系统中，热辐射和对流传热常常同时存在，它们之间的耦合机理会影响系统的传热效果。
二、热辐射与对流传热的耦合机理1. 辐射与对流换热过程的相互作用热辐射和对流传热的耦合机理体现在两个方面：辐射对对流换热的影响和对流对辐射换热的影响。
首先，热辐射对对流传热有一定的影响。
辐射热通常会直接辐射到介质表面上，使介质温度升高，从而改变介质的物性（如密度和导热系数等）。
介质的物性变化会影响介质的对流传热能力，从而影响整个系统的传热效果。
另外，对流传热也会对辐射换热产生影响。
对流流体的流动会使介质表面的温度分布变得不均匀，从而影响辐射传热的大小。
此外，对流流体的流动速度也会影响被辐射物体表面的温度分布和辐射热量的分布，进而对辐射传热产生影响。
2. 热辐射和对流传热的传热效率热辐射和对流传热的传热效率可以通过传热系数来描述。
传热系数是指单位面积上的传热量与温度差之比，用于衡量传热的效果。
对于热辐射而言，传热系数受温度差、表面性质和表面积等因素的影响。
而对于对流传热而言，传热系数受流体速度、温度差和流体性质等因素的影响。
因此，热辐射和对流传热的传热效率都是与条件和环境有关的。
三、热辐射与对流传热耦合机理对锅炉保温系统的影响热辐射和对流传热在锅炉保温系统中的耦合机理对系统的传热效果有着重要的影响。
大型流化床锅炉的煤粉传热特性分析与优化
大型流化床锅炉的煤粉传热特性分析与优化1. 引言大型流化床锅炉作为一种高效、环保的能源转换设备，在能源领域得到了广泛应用。
煤粉传热是流化床锅炉正常运行的基础，对于提高燃烧效率、减少排放、保证锅炉安全稳定运行具有重要作用。
本文将分析大型流化床锅炉的煤粉传热特性，并提出相应的优化措施。
2. 大型流化床锅炉煤粉传热特性分析2.1 煤粉的物理特性煤粉在流化床锅炉中的传热特性与其物理特性密切相关。
煤粉的粒度大小、粉煤比、性质等参数都会对传热产生影响。
通过对煤粉的物理特性进行分析，可以确定合适的煤粉粒度分布、粉煤比、燃烧方式等参数，提高煤粉的传热效果。
2.2 流化床锅炉的传热机理大型流化床锅炉的传热主要通过三种机制实现：对流传热、导热和辐射传热。
对流传热是指煤粉与气体之间的热传导过程，导热是指煤粉与床料之间的热传导过程，辐射传热是指煤粉中的辐射能被吸收和传输到其他物体。
了解传热机理有助于优化锅炉结构、提高热效率。
3. 大型流化床锅炉煤粉传热的优化措施3.1 煤粉粒度分布的优化煤粉的粒度分布对于传热效果有重要影响。
过粗的煤粉颗粒会降低传热效率，过细的煤粉颗粒可能导致严重的磨损。
通过优化磨煤机和分级装置的设计，控制煤粉的粒度分布，可以提高煤粉的传热效果。
3.2 煤粉与床层的流化性能匹配煤粉在流化床锅炉中需要与床层气体进行充分的混合和反应。
因此，煤粉的粉煤比需要根据床层气体的流化性能进行匹配。
如果粉煤比过大，床层气体流化不良，传热效果会受到严重影响。
3.3 煤粉燃烧方式的优化煤粉燃烧方式的选择对于传热效果也有一定影响。
传统的煤粉燃烧方式包括喷煤和喷沙煤两种。
通过优化煤粉燃烧方式，可以增加燃烧温度，提高传热效果。
此外，还可以考虑在流化床锅炉中应用燃料添加剂，如生物质颗粒等，以提高传热效率。
4. 大型流化床锅炉煤粉传热优化实例通过上述优化措施，可以显著提高流化床锅炉的煤粉传热效果。
以某大型流化床锅炉为例，通过对煤粉粒度分布的优化，煤粉平均粒径由初始的150μm减小至100μm，传热效果提高了15%；通过优化煤粉粉煤比，将粉煤比从初始的1.2调整为1.0，传热效果提高了10%；通过应用生物质颗粒作为燃料添加剂，传热效果进一步提高了5%。
煤、气混烧锅炉燃用贫煤的数值模拟及影响分析
煤、气混烧锅炉燃用贫煤的数值模拟及影响分析易正明;陶倩;肖慧;杜炳旭【摘要】针对某型煤气混烧锅炉运行中由于媒质波动引起的过/再热器超温、飞灰可燃物含量及排烟温度过高等问题,进行不同煤质下高炉煤气掺烧数值模拟,并进行燃烧调整试验.结果表明,掺烧高炉煤气后炉内温度显著降低,烟气量增加,炉膛出口烟温升高,排烟温度升高,锅炉热效率降低.锅炉燃用贫瘦煤时,炉膛整体温度较低,掺烧高炉煤气不利于煤粉的燃尽,飞灰可燃物含量整体偏高,同时排烟温度较高,锅炉整体热效率较低.煤气混烧锅炉运行时应加强燃料管理,减小煤质波动,并根据煤质情况合理调整高炉煤气掺烧量.【期刊名称】《兰州理工大学学报》【年(卷),期】2015(041)006【总页数】5页(P65-69)【关键词】高炉煤气;贫煤;数值模拟;温度分布;掺烧调整试验【作者】易正明;陶倩;肖慧;杜炳旭【作者单位】武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430081;武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430081;武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430081;武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430081【正文语种】中文【中图分类】TK229.91钢铁工业能耗约占中国工业总能耗的12%,而高炉煤气(BFG)、焦炉煤气(COG)及转炉煤气(LDG)等副产煤气约占钢铁工业总能耗量的25%,其中又以高炉煤气产量最大,吨铁高炉煤气发生量高达3 500~4 000 N·m3,目前中国高炉煤气年发生量高达3×1012 N·m3 [1-2].因此,高炉煤气的利用对于钢铁工业的节能降耗十分重要.高炉煤气由于可燃成分少、热值低、燃烧稳定性差等特点,高炉煤气与煤粉在锅炉内混烧是其有效的利用途径[3].但高炉煤气、煤粉混烧与纯煤粉燃烧存在很大差异,混烧锅炉运行时存在燃烧稳定性差、烟气量大、煤粉燃尽困难等问题[4-5],高炉煤气的有效利用一直存在问题.实际运行中煤质的波动也会对锅炉运行造成直接影响,燃用贫瘦煤时高炉煤气掺烧量不能及时、有效调整,造成混烧锅炉飞灰可燃物含量偏高、排烟温度过高、受热面超温爆管、炉膛灭火等运行问题,既不利于锅炉的安全生产,也不利于高炉煤气的有效利用.目前,国内外学者主要通过数值模拟以及燃烧调整试验等方法进行研究,分析高炉煤气掺烧量、布风方式、风温、富氧量等因素对炉内燃烧以及锅炉运行的影响,而较少有涉及煤质差异对煤气混烧锅炉运行影响的研究[6-10].因此,本文通过进行不同煤质条件下煤气混烧锅炉的高炉煤气掺烧研究,分析贫瘦煤对高炉煤气掺烧的影响,对优化煤气混烧锅炉的运行,以及指导实际生产具有重要的意义.研究对象为某型75 t/h煤气混烧锅炉,炉膛纵深5 450 mm×5 450 mm,标高22 050 mm,燃烧器采用四角切圆设计,分别布置在炉膛四角,反向切圆直径550 mm,锅炉设计高炉煤气掺烧率30%,兼具全烧煤粉能力,炉膛及燃烧器布置见图1和图2. 计算及试验用煤粉质量分数见表1,其中煤种1、2为实际燃用煤种,煤种3为锅炉设计燃用煤种.可以看出,煤种1为典型低热值、低挥发分贫瘦煤,其挥发分质量分数只有16.57%,低位发热值仅15.654 MJ/kg.表2为高炉煤气成分表,可以看出高炉煤气主要可燃成分CO体积分数仅24%,而N2、CO2等不可燃气体体积分数高达72.5%,热值仅3.632 MJ/kg,是典型的低热值可燃气体.1) 煤粉理论燃烧空气量：式中为煤粉燃烧的理论空气量,m3/kg；w(Car)、w(Sar)、w(Har)及w(Oar)分别为煤粉中碳、硫、氢和氧的质量分数.2) 煤粉的理论烟气量：式中为煤粉燃烧的理论烟气量,m3/kg.3) 高炉煤气理论燃烧空气量：4) 高炉煤气理论烟气量：混合燃料理论发热量：式中：x为高炉煤气的热值比,QBFG、Qcoal和ρBFG分别为高炉煤气、煤粉的热值以及高炉煤气的密度.高炉煤气热值仅3.63 MJ/Nm3,与煤粉热值有差别,高炉煤气掺烧导致混合燃料理论热值均显著下降.如图3所示,纯煤粉时煤种1、煤种2和煤种3的理论热值分别为15.654、24.040、18.175 MJ/kg,随着高炉煤气掺烧量的增加,混合燃料热值下降明显.当高炉煤气掺烧热值比增加到30%时,混合燃料热值分别为9.14、10.66、9.69 MJ/kg,燃料理论热值下降明显,随着高炉煤气掺烧继续增加,热值下降变缓,并逐渐趋近高炉煤气理论热值.六面体结构化网格易实现与壁面的正交,具有计算精度较高、速度快等优点.因此,采用ICEM软件对炉膛进行六面体结构化网格划分,将炉膛划分为6部分,并对炉膛燃烧器区及折焰区域的网格进行适当加密,其他区域网格相对稀疏,以减少整体网格数量及模拟计算时间,提高计算效率,炉膛网格总数32万.采用Fluent 14.5软件进行模拟计算,湍流流动采用k-ε方程模型；辐射传热采用P-1模型；炉膛壁面采用恒温壁面模型；离散相颗粒轨迹采用随机跟踪模型；焦炭燃烧采用动力-扩散限制模型(Kinetics/Diffusion-Limited),采用两步竞相反应模型(two-competing-rates)模拟挥发分热解；气相湍流燃烧采用非预混燃烧模型(non-premixed-combustion)[11-12].非预混燃烧模型中,通过采用双混合分数/概率密度函数的方法(mixture fraction/probability density function)建立PDF表格,并将煤粉流定义为经验燃料流(empirical fuel flow),高炉煤气定义为二次流(second flow),空气定义为氧化物流(oxide flow),使炉膛内的燃烧简化为一个混合问题,炉内的温度分布仅与燃料及空气的混合分数相关.模拟分别进行不同煤质满负荷条件下掺烧30%高炉煤气以及煤种1条件下全燃煤粉以及掺烧10%、20%、30%高炉煤气工况的计算,计算时燃料及配风参数见表3和表4.燃用煤种1时不同高炉煤气掺烧条件下锅炉炉膛截面平均温度沿炉膛高度的分布如图4所示.由图4可知,掺烧高炉煤气时由于高炉煤气燃烧放热,炉膛下部温度水平高于纯燃煤工况,且温度随着掺烧量的增加而逐渐升高.而在燃烧器区域,由于高炉煤气热值较煤粉低,截面温度水平随着煤气掺烧量的增加而降低,但降低趋势随高炉煤气掺烧的增加逐渐变缓,这与理论分析基本相符.纯燃煤粉时,炉膛截面最高平均温度为1 595 K,随着高炉煤气的掺烧的增加,截面最高平均温度逐渐下降,掺烧10%、20%、30%高炉煤气时,截面最高温度分别为1 543、1 513、1 485 K,较纯燃煤粉工况分别下降52、82、110 K.同时,掺烧高炉煤气后,由于产生烟气量增加,炉膛辐射吸热量减小,烟气放热减缓,炉膛出口温度随高炉煤气掺烧的增加逐渐升高,纯燃煤粉时炉膛出口温度为1 213 K,而掺烧10%、20%、30%高炉煤气时,炉膛出口温度分别升高至1 233、1 242、1 265 K.总体来说,高炉煤气的掺烧导致炉膛整体温度下降,炉膛出口温度上升,不利于煤粉的燃尽,易致炉膛灭火事故,也是煤、气混烧锅炉过/再热器易超温、热飞灰含碳量及排烟温度高的重要原因.不同煤质锅炉设计工况(掺烧30%高炉煤气)炉膛截面平均温度沿炉膛高度分布见图5.对比不同煤质下炉膛截面温度分布曲线可以看出,由于高炉煤气掺烧量一致,三种煤质下高炉煤气烧嘴附近温度分布无明显差距.而在燃烧器区域,温度相差明显,燃用煤种1时,炉膛燃烧器区温度较其他煤种明显下降,炉膛截面最高平均温度仅1 485 K,较煤种2、煤种3的1 615 K和1 543 K下降十分明显,燃用煤种1时炉膛截面最高平均温度较燃用煤种2及煤种3分别下降130 K和58 K,炉膛整体温度下降明显,不利于煤粉的燃尽,这主要是由于相同高炉煤气掺烧条件下,锅炉燃用贫煤时其燃料的整体热值下降明显,从而导致炉膛的整体温度下降.而在炉膛出口位置,由于炉膛整体温度下降,燃用煤种1时炉膛出口温度较其他两种煤种有一定幅度的下降.为了验证数值模拟的结论,并分析混烧锅炉燃用贫煤对锅炉实际运行的影响,为此在某75 t/h煤气混烧锅炉上进行燃烧调整试验.试验通过对比煤种1、煤种2两种实际燃用煤质纯燃煤粉以及掺烧10%、20%、30%高炉煤气工况运行参数,分析燃用贫煤对混烧锅炉排烟温度、飞灰含碳量、过热蒸汽温度等运行参数的影响.由于煤种1热值低,燃烧稳定性差,为防止炉膛灭火,两种煤质情况下均以少量焦炉煤气稳燃.试验过程运行参数通过DCS系统获取,采用MRU牌NOVA PLUS型多功能烟气分析仪在锅炉尾部烟道布置测点测定烟气温度、成分等参数,飞灰可燃物含量通过多次采样分析,锅炉测试过程符合规程,过程无排污,出力保持相对稳定.高炉煤气掺烧热值比与飞灰可燃物含量、过热蒸汽温度以及排烟温度的关系如图6所示.高炉煤气的掺烧导致锅炉炉膛整体温度下降,炉膛辐射吸热减弱,但同时也会导致烟气量大量增加(相同热值高炉煤气的烟气量是煤粉的1.6倍以上),煤粉炉膛停留时间减少,火焰中心上移,炉膛出口温度升高[13-15].由图6可知,两种煤质下排烟温度均随高炉煤气掺烧逐渐升高,纯燃煤粉条件下,燃用煤种1、煤种2时的排烟温度分别为153.4、146.3 ℃,随着高炉煤气的掺烧,排烟温度均逐渐升高,掺烧高炉煤气热值比为30%时,排烟温度分别升高至180.6、177.3 ℃,燃用煤种1的排烟温度均高于煤种2的排烟温度,这可能由于高炉煤气掺烧后,煤粉1燃尽困难,炉膛火焰中心上移,未燃尽煤粉甚至在烟道内继续燃烧有关.由于高炉煤气可燃分的含量低,相同热值下,其烟气量是相同热值煤粉烟气量的1.6倍以上.因此,高炉煤气掺烧时导致烟气量大增,对流换热量增加,同时炉膛火焰中心上移,炉膛出口温度上升,炉膛温度整体下降,炉膛辐射传热量减少,因而导致过热蒸汽温度上升[13,16].由图6可知,纯燃煤粉条件下,燃用煤种1、煤种2时的过热蒸汽温度分别为421.7、419.7 ℃,煤种1对应过热蒸汽温度较高,这是由于燃用贫瘦煤时煤粉燃尽时间较长,炉膛火焰中心相对上移,炉膛出口较高造成的.随着高炉煤气掺烧的增加,过热蒸汽温度逐渐升高,当高炉煤气掺烧热值比由增加至30%时,过热蒸汽分别上升至441.7、446.3 ℃,煤种2对应过热蒸汽温度上升更为明显.由于高炉煤气的热值低,其掺烧降低了燃料的整体热值,从而降低了炉膛整体温度.同时,由于烟气量大量增加,减少了煤粉停留时间,也不利于煤粉燃尽[17-18].由图6可知,燃用煤种1时,由于燃料热值低,高炉煤气的掺烧非常不利于煤粉的燃尽.纯燃煤粉时,煤种1与煤种2的飞灰可燃物质量分数为8.6%、4.5%,当掺烧10%高炉煤气时,两种煤质对应的飞灰可燃物质量分数分别为13.7%、6.4%,随着高炉煤气掺烧的增加,飞灰可燃物含量逐渐升高,而当高炉煤气掺烧热值比为30%时,飞灰可燃物含量分别为12.9%、20.6%,飞灰可燃物含量上升明显.但总体来说,燃用煤种1时飞灰可燃物含量整体较燃用煤种2时提升明显,非常不利于锅炉运行以及整体热效率的提高,同时也易导致省煤器磨损加剧,造成省煤器爆管等一系列问题.1) 煤、气混烧锅炉燃用不同煤质时,炉膛温度场分布存在较大差异,应针对性的进行配风及燃烧优化,对于低热值贫瘦煤,应该采取措施减少甚至不掺烧锅炉煤气,以降低火焰中心高度,改善煤粉的燃烧,或通过减小煤粉细度等措施来改善煤粉燃尽等问题,降低飞灰可燃物含量.2) 锅炉掺烧高炉煤气时,由于高炉煤气燃烧放热,炉膛下部温度较纯煤粉工况显著升高,但高炉煤气的掺烧延缓了煤粉的放热,煤粉燃烧器区域温度较纯燃煤粉时下降,炉内温度水平随着煤气掺烧量的增加逐渐降低,而在炉膛出口处温度变化呈相反趋势,从而导致煤粉燃尽性差、对流受热面超温以及排烟温度过高等问题.3) 高炉煤气掺烧导致炉膛整体温度下降,烟气量增加,煤粉炉膛停留时间缩短,火焰中心上移,不利于煤粉燃尽,尤其在燃用低热值煤粉时,炉膛温度下降更为明显,造成飞灰可燃物含量以及排烟温度过高等问题,不利于锅炉的运行,生产运行中应加强燃料管理,减少煤质波动对锅炉的影响.【相关文献】[1] 董谦之.200 MW锅炉煤/煤气混烧试验研究 [D].武汉:华中科技大学,2009.[2] 王春波,魏建国,盛金贵,等.300 MW煤粉/高炉煤气混燃锅炉燃烧特性数值模拟 [J].中国电机工程学报,2012,32(14):14-19.[3] MA H K,WU F S.Effect of BFG Co-firing on unburned carbon formation in a coal-fired boiler [J].International Communications in Heat and Mass Transfer,1992,19 (13):409-421.[4] 刘定平,陈红艳.低热值高炉煤气与煤粉混烧技术的探讨 [J].锅炉技术,2003,34(6):44-48.[5] HOU S S,CHEN C H,CHANG C Y,et al.Firing blast furnace gas without support fuel in steel mill boilers [J].Energy Conversion and Management,2011,52:2758-2767.[6] ZHANG Xiaoping,ZHAO Jun,WANG Wei,et al.An optimal method for prediction and adjustment on byproduct gas holder in steel industry [J].Expert Systems with Applications,2011,38:4588-4599.[7] SHIEH S S,CHANG Y H,JANG S S,et al.Statistical key variable analysis and model-based control for the improvement of thermal efficiency of a multi-fuel boiler[J].Fuel,2010,89:1141-1149.[8] 赵炜航,李丽丽,杨金鼎,等.混烧锅炉富氧燃烧的数值模拟 [J].辽宁科技大学学报,2012,35(1):34-37.[9] 方立军,武生,王铁民,等.高炉煤气/煤粉混烧锅炉燃尽风优化数值模拟 [J].华北电力大学学报:自然科学版,2014,41(1):96-100.[10] 赵炜航,李丽丽,杨金鼎,等.混烧锅炉富氧燃烧的数值模拟 [J].辽宁科技大学学报,2012,35(1):34-37.[11] 秦小东,朱宇翔.纯燃高炉煤气锅炉热值变化对运行的影响 [J].锅炉技术,2010,41(5):18-20.[12] 曹小玲,皮正仁,彭好义,等.600MW“W”型火焰锅炉炉内燃烧过程的数值模拟 [J].中南大学学报:自然科学版,2012,43(3):1185-1191.[13] 赵林凤,王文欢,宗仰炜,等.煤/气混烧电站锅炉对流受热面传热特性的研究 [J].上海电力学院学报,2007,23(4):341-344.[14] 王春波,魏建国,黄江城.300 MW高炉煤气与煤粉混燃锅炉热力特性及经济性分析 [J].动力工程学报,2012,32(7):517-522.[15] 王文欢,潘卫国,任建兴,等.350 MW煤/气混烧电站锅炉运行特性的试验研究 [J].上海电力学院学报,2006,22(3):221-228.[16] 方立军,武生,胡月龙,等.掺烧高炉煤气对锅炉传热特性影响的研究 [J].华北电力大学学报,2013,40(1):66-70.[17] 湛志钢,陈刚.煤粉锅炉掺烧高炉煤气对煤粉燃尽影响的研究 [J].动力工程,2004,24(2):179-182.[18] 杨轶,陈刚.煤粉和高炉煤气混烧锅炉燃烧问题的分析及改造 [J].电站系统工程,2003,19(2):36-38.。
大型电站锅炉对流受热面不可逆换热特性的研究的开题报告
大型电站锅炉对流受热面不可逆换热特性的研究的开题报告一、研究背景和意义大型电站锅炉作为电力工业中不可或缺的设备，在能源行业发挥着重要的作用。
其中，对流受热面作为大型电站锅炉中的重要组成部分，其对电站的高效稳定运行起着至关重要的作用。
然而，在长期运行过程中，对流受热面受到高温高压作用，不可避免出现不可逆换热现象，如结垢、泥沙覆盖等，而这些现象会导致对流受热面热传递效率下降，造成能源的浪费，甚至对电站的稳定运行和安全产生严重的负面影响。
因此，对大型电站锅炉对流受热面的不可逆换热特性进行深入研究，可以为提高电站的能源利用效率、确保电站的安全运行提供科学依据和技术保障。
二、研究内容和方案本次研究将重点探究大型电站锅炉对流受热面的不可逆换热特性，具体包括以下两个方面：1. 对大型电站锅炉对流受热面不可逆换热现象的调研和分析，着重考察影响不可逆换热现象的主要因素，如水质、燃料质量、散热条件等，以及其对电站运行的影响和危害。
2. 设计实验方案，构建试验装置，针对大型电站锅炉对流受热面的不可逆换热现象开展实验研究。
通过实验测试，获取不同运行状态下对流受热面的换热系数、温差、热流密度等参数，并分析它们之间的相互关系，揭示不可逆换热的机理和规律。
三、研究结果和预期贡献通过本次研究，可以深入了解大型电站锅炉对流受热面的不可逆换热特性，并揭示其机理和规律。
实验结果可用于对大型电站锅炉的设计、优化和运行中的热力计算、换热表征等方面提供科学依据和技术支持。
同时，研究结果也可为电站的安全运行和能源利用提高做出贡献。
通过降低不可逆换热现象的发生率，提高受热面的换热效率，可以有效地减少电站的能源损失和环保压力，为可持续发展做出相应的贡献。
燃煤锅炉受热面超温解析
燃煤锅炉受热面超温解析摘要：锅炉作为火力发电厂的三大主机之一，为适应容量的变化，如果提高受热面沿炉膛横截的管屏数目，其管圈数目会同比提高，强化了燃烧产生的同一截面的烟气速率，同时可能导致温度分布失衡，出现管屏、管圈间热量差异更明显的情况。
烟温差异大的情况在电厂锅炉燃烧中属于很常见的情况，可能导致再热器、过热器管壁温度过高进而爆裂的现象。
尤其是对于四角切圆燃烧锅炉，因为其出口位置有一个残余旋转设计，导致其炉膛出口烟窗在宽高两个维度的速率和温度相对易出现显著差异，进而降低锅炉作业的平稳性及高效性。
这些年，大中型燃煤电厂锅炉频频出现各种问题，最为常见的即为“四管爆漏”。
过热器、再热器是锅炉受热面的核心组分之一，长时间在多尘、高温的条件下作业，因此二者极易出现爆裂现象。
大容量锅炉蒸汽指标数值较大，如若出现高温爆裂，非但会导致很多原料及部件的损失，降低厂房整体作业的高效性，还可能导致串联反应，大量受热面连带被刷伤，对厂房的平稳作业产生严重影响，同时降低其平稳性。
关键词：电厂；锅炉；受热面；超温1引言近些年，政府对电厂尾气中氮氧化物的排放管控更为严格，大中型燃煤锅炉正在逐步开展低氮省级，作业时出现了一氧化碳、飞灰等水平提升等连带效应。
此外，随着空气分级燃烧过程加入了燃尽风设计，可能会令出口烟速及温度条件发生变化，从而作用于高温受热面的壁温环境。
文章探索了燃尽风角度变化和燃烧产物、烟气速率及温度波动、壁面高温等的关系，同时将实验结果和理论数据对照，得到了燃烧状况和受热面壁温的关系。
2超温分析我们对某电厂实际作业状况展开了综合分析，发现导致锅炉受热面金属壁温高的一个重要原因就是燃烧步骤增加，火焰中心提高。
具体原因如下：（1）燃尽风喷嘴中心风拉杆角度太倾斜。
该电厂采用的是HT-NR3 型燃烧器，其喷口和其他的不一样，一定要采取节流措施，防止燃尽风量太大，底部煤燃烧可能出现氧气量不充分。
（2）磨煤机力度较小。
该火电厂采用的是中速磨煤机，其速率在71.36 t/h，该参数相对设置的较高，然而通常来讲磨煤机出力速率保持在45～50 t/h,峰值一般不会超过55t/h。
锅炉受热面不同传热方式对比
度。
垂
D 区双向强
直
区间 B 除了单相流体的强制对流外，还有通过沸腾换热（热量从壁面传给液体， 制对流换热
管
使液体沸腾汽化的对流传热过程。）将潜热转移到主流中。
内
强
区间 C 为饱和核态沸腾区，这里的热量传递主要是沸腾换热。换热强度取决于 C 区饱和沸
热负荷，而对流的影响基本为零。此时内壁面上的汽化核心数相当多，大量的气泡
强制对流换热和辐射换热 （高压缸）
对流传热 (中压缸)
对流换热 （低压缸）
过热器用来将锅炉的饱和蒸汽进一步加热到所需的过热蒸汽温度。而再热器是将做过功的蒸汽返回到 锅炉进行加热。再热器实质上也是一种过热器。其中流动的水主要受到来自壁面的对流导热进行热传递。
蒸汽进入冷凝器，首先进行凝结传热，将热量传递给管子内壁，管子内壁在经过导热方式传递给管子 外壁，然后在经过对流传热及辐射传热将热量传递给室内环境。
工
A 区单相强
况
区间 E 为干涸区。
制对流
区间 F 为干涸后的换热区间，工质处于热力学不平衡状态，过程相当复杂。热
量可以由壁面传给蒸汽，使蒸汽过热后在传给液滴，从而使液滴蒸发。热量同样可
以从壁面直接传给能撞击到壁面的液滴而使其蒸发。
蒸汽进入汽轮机后，通过推动汽轮机叶片做功，带动发电机运转。蒸汽首先进入高压缸，这里是蒸汽
做功占比最大的区域，高达 85%以上。由于压降，蒸汽与叶片的传热方式为强制对流传热，热量传到叶片
上，同时蒸汽的内能也减少。蒸汽在这里温度和压强都很高，因此，还存在辐射换热。中压缸主要为为对
流传热，压力减少比较少。当蒸汽流入低压缸时，压力和温度已经比较低了。此时，存在低压缸的传热方
式有对流传热，这里已经有部分蒸汽直接与外界环境换热。
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第 ２ 第 ４期 ３卷
２０ ０ ７年 １ ２月
上 海 电 力 学 院 学
报
Ｖｏ ． ３． ＮＯ ４ １２ ． Ｄ ｃ ｅ ． ２ ｏ ｏ ７
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ Ｓ ａ ｇ ａ Ｕｎ ｖ ｒｉｙ ｏ Ｅ ｅ ｔｉ Ｐ ｗｅ ｏ ｒ ａ ｆ ｈｎ ｈｉ ｉ ｅｓｔ ｆ ｌ ｃｒｃ ｏ ｒ
力 计 算 程 序 的准 确 性 ， 锅 炉 的 优 化 运 行 具 有 指 导 意 义 ． 对
关键词 ：电站锅炉 ； 对流受热 面 ； 热特性 ； 烧 传 混
中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ９９ Ｋ ２ ．１ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｅ ｔＴｒ ｎ ｆ ｒ Ｃｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｆｔ ｎ ｅ ｔｏ ｔ ｄ ｎ Ｈ ａ ａ ｓｅ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓｏ ｈｅ Ｃｏ ｖ ｃ ｉｎ
文 章 编 号 ：１０ ４ ２ （ ０７ ０ ０ ４ ｏ ０ ６— ７ ９ ２ ０ ） ４— ３ １一 ４
煤／ 混烧 电站 锅 炉 对 流 受 热 面 气 传 热 特 性 的研 究 冰
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（． １ 宝钢股份有 限公司 宝钢分公司 电厂 ， 上海 ２０ ４ ； ０ ９ １
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２ 上海电力学 院 能源与环境工程学 院 ， ． 上海
２ ０９ ） ０ ０ ０
摘 要 ：以某 ３ ０ＭＷ 煤粉／ ５ 高炉煤气混烧 电站锅炉 为研究 对象 ， 通过采 用试验 研究 与热力计 算相结合 的方 法， 对混烧 高炉煤气后锅炉对 流受热面 的传热系数进行 了修正 ， 满足 了掺烧 气体燃料后 的传 热特性 ， 保证 了热
我国年生产焦炉煤气达 ７ ６× ０ 。 高炉 ． １ ｍ ，
煤 气 ３ ０×１”ｍ。以上 ， 炉 煤 气 ２ ０×１ 加ｍ。 ． ０ 转 ． ０ ， 且 产量在 不 断地 增 长 ． 大 我 国燃 气 能 源 的 利 用 加 力 度 ， 有助 于缓 解 能 源 紧 张 、 低 污 染 物 排放 ， 既 降 又 能创 造较好 的经济 效益 ． 因此 ， 某些 钢 铁企ｙ ｅ ｐ ｒ ｎ ｔ ｄ ｎ ｈ ｒ ｌ ａ ｃ ｌ ｔ ｎ ｍｅｈ ｄ Ａｄ ｐ ｉ ｇ ｔ ｅ ｃ ｒ ｅ ｔｄ ｘ ｕ ｅ ａ ｅ ｃ ｒｅ ｔ ｄ ｂ ｘ ｅ ｍｅ ￣ｌ ｕ ｙ ａ ｄ ｔ ｅ ｍａ ｌ ｕ ａ ｉ ｔ ｏ ． ｉ ｓ ｃ ｏ ｏ ｔ ｏ ｃｅ ｎ ｈ ｃ ｅ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｕ ｔｏ ａｃ ｌｔ ｇ ｈ ａ 岫 ｎ ｆ ｒｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｓｏ ｕ ｖ ｒｚ ｄ ｃ ａ ｌ ｎ ｉ ｇ Ｂ Ｇ ｒ ｏ ｆ ｉｎ ．ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｆｃ ｌ ｕａ ｉ ｅ ｔ ｉ ｎ ｓ－ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉ ｆ ｌ ｅ ｅ ｏ ｌ ｅ ｄ ｎ Ｆ ａ ｅ ｅ ｉ ｃ ｐ ｉ ｂ ｃ ｎ ｉｔ ｎ ｔ ｈ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｒ ｓ ｌ ． Ｔ ｅ ｏ ｅ ａｉ ｎ ｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｏ ｅ ｂ ｉ ｒ ｉ ｄ ｒ ｃ ｅ ． ｏ ｓ ｅ ｔ ｈ ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ Ｍ ｅ ｕ ｔ ｓ ｗｉ ｉ ｓ ｈ ｐ ｒ ｔ ｐ ｉ ａｉ ｆｔ ｏ ｌ ｓ ｉ ｔｄ ｏ ｍｉ ｏ ｈ ｅ ｅ
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