大型燃煤机组变工况下优化设计

摘要

随着机组装机容量的不断扩大以及我国社会用电结构的改变，越来越多大容量发电机组投入到电网的调峰工作之中来，以满足不同企业、用户负荷变化的需求。燃煤机组在变工况运行条件下，由于主蒸汽和再热蒸汽温度下降，锅炉机组的经济性和安全性受到一定影响，尤其是在70％负荷以下时情况更为严重。因此，如何在变工况条件下提高再热蒸汽温度对保证机组的经济性和安全性具有极为重要的意义。
　　烟气再循环作为一种有效的汽温调节手段，通过改变烟气流速和烟气温度，从而达到调节各受热面的吸热量比例以及再热蒸汽温度的目的，同时还能减少污染物的排放。本学位论文主要以600MW燃煤锅炉为研究对象，通过有无烟气再循环对锅炉进行热力计算，并对锅炉进行相应的优化，从而降低烟气再循环锅炉的煤耗。
　　首先，基于锅炉热力计算方法的研究，建立了烟气再循环热力计算的模型和方法，对再循环计算过程中的一些计算公式进行了修正，考虑了再循环烟气温度变化对计算的影响。
　　同时，具体分析了不同工况下各受热面吸热量和烟气温度的变化趋势及其影响因素，以及不同烟气再循环率下各个受热面吸热量、烟气温度的变化情况。在此基础上对再热器和过热器的布置进行了分析。针对传统型烟气再循环缺陷的基础上提出了一种改进型烟气再循环系统，采用较高温度的再循环烟气，有效地提高了炉膛的燃烧稳定性和减少NOx的生成。
　　最后，通过不同工况下的热力计算，分析了传统型烟气再循环方式和改进型烟气再循环方式对锅炉经济性的影响，并对改进型烟气再循环系统中的燃料输入量和烟气再循环率进行了敏感性分析和优化，得到了不同工况下的最优条件。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外研究动态

1．2．1 火电机组变工况下蒸汽温度调节研究

1．2．2 主要的汽温调节方式

1．3 本文的主要研究内容

第2章 烟气再循环锅炉热力计算原理

2．1 烟气再循环模型的建立与计算

2．1．1 烟气再循环系统简介

2．1．2 烟气再循环的热力计算

2．2 烟气再循环辐射受热面的计算

2．2．1 炉膛内工作工程的简化

2．2．2 锅炉结构及主要参数

2．2．3 炉膛换热计算

2．2．4 炉膛出口烟气温度的计算

2．3 辐射、半辐射及对流受热面热力计算

2．3．1 分割屏过热器

2．3．2 后屏过热器

2．3．3 末级过热器

2．3．4 高温再热器及低温再热器的换热计算

2．3．5 水冷壁后墙悬吊管

2．3．6 烟气转向室

2．3．7 炉顶、包覆过热器

2．3．8 省煤器的热力计算

2．3．9 空气预热器的计算

2．4 烟气再循环热力计算中的一些主要假设

2．5 本章小结

第3章 传统型烟气再循环系统分析

3．1 变工况下热力计算分析

3．1．1 无烟气再循环锅炉特性分析

3．1．2 烟气再循环锅炉特性分析

3．2 改进型烟气再循环系统

3．3 本章小结

第4章 改进型烟气再循环系统性能分析

4．1 不同烟气再循环系统性能分析

4．2 改进型烟气再循环系统的优化

4．2．1 不同烟气再循环率对锅炉机组影响

4．2．2 不同燃料输入量对锅炉机组的影响

4．3．本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢