事故状态下超临界循环流化床锅炉炉内非稳态传热过程理论分析与计算.pdfVIP

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事故状态下超临界循环流化床锅炉炉内非稳态传热过程理论分析与计算

学兔兔 第46卷第 5期 锅 炉 技 术 Vo1.46.No.5 2015年9月 B0ILER TECHN0L0GY Sept.,2015 事故状态下超临界循环流化床锅炉炉内非稳态传热过程 理论分析与计算 王冬福,肖 琨 (上海锅炉厂有限公司,上海 200245) 摘 要:对于目前的国产型350 Mw超临界CFB锅炉,通常不配置紧急补给水系统,在发生紧急事故时,如: 给水泵故障突然停运或风机跳闸、全厂停电、汽轮机跳闸等极端恶劣情况下,水冷系统无法正常得到补给水, 必须考虑炉膛内的床料蓄热对水冷壁系统受热面的影响,如:多长时间能使管内的工质发生蒸干从而使管子 壁温飞升,产生安全性问题等。结合传热学的基本理论,对此极端情况下炉膛内的非稳态传热问题进行了理 论分析与计算,可为电厂实际运行人员快速处理此类事故时提供一些定量的参考。 关键词: 循环流化床;非稳态传热;超临界CFB;紧急补给水 中图分类号iTK229.6 6 文献标识码:A 文章编号:1672—4763(2015)05—0035—04 实际运行人员快速处理此类事故时提供一些定 0 前 言 量的参考。 近年来,我国在燃用劣质煤(如:煤矸石、煤 1 事故状况下炉膛非稳态传热过程的热 泥等)发电领域新增了不少350 Mw等级超临 力学描述 界循环流化床(简称“CFB”)锅炉机组,目前还 没有成功投运的业绩。国产型350 Mw等级超 在发生给水泵故障等紧急情况下,水冷壁系 临界循环流化床(CFB)锅炉基本都取消了系统 统无法得到补给水,同时风机停运,炉膛内的物 复杂的外置床换热器,保护外置床换热器安全 料将快速在炉膛下部堆积起来。此时堆积的床 的紧急补给水系统也随之取消。由于超临界 料仍然含有大量的蓄热,水冷壁管内的工质将继 CFB锅炉相比亚临界 CFB锅炉,水冷系统采用 续吸收床料的蓄热能量,此时的传热过程可描述 直流型式,因此当发生给水泵故障突然停运或 为:在堆积床料的四周水冷壁、底部通过导热方 风机跳闸、全厂停电、汽轮机跳闸等极端恶劣情 式向水冷壁管子传热,而床料表面则通过热辐射 况下,水冷系统无法正常得到补给水,炉膛内的 方式向上部的炉膛空间进行辐射换热。随着时 物料量蓄热量又非常大,此时炉膛水冷壁受热 间的推移,管内的工质逐渐蒸干,受热面金属管 面将面临工质迅速被蒸干、管壁温度飞升等危 壁温度也逐渐升高,床料的温度逐渐降低,最后 险,如何保证其安全,是一个急需考虑和解决的 达到热平衡状态,这是一个典型的非稳态传热 问题。在制定详细的应对措施之前,非常有必 过程。 要对此事故状况下的非稳态传热问题进行细致 可以预见,如果水冷系统受热面的管内工 的研究与分析,如分析:多长时间能使管内的工 质及金属材料具有足够大的热容量,并且可以

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