一种用于超超临界锅炉的启动指导方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102537927A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102537927A(43)申请公布日2012.07.04(21)申请号201110422587.1(22)申请日2011.12.15(71)申请人广东电网公司电力科学研究院地址510080广东省广州市越秀区东风东路水均岗8号(72)发明人窦洪庞力平(74)专利代理机构广州知友专利商标代理有限公司44104代理人周克佑(51)Int.Cl.F22B35/00(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书77页页附图附图44页(54)发明名称一种用于超超临界锅炉的启动指导方法(57)摘要本发明提出一种针对超超临界锅炉启动过程的指导方法，它是在利用现有超超临界锅炉监测系统基础之上，根据掌握的超超临界锅炉厚壁部件安全性要求，以及锅炉受热面安全性要求基础上，根据锅炉启动监测数据，确定锅炉启动过程的一种指导方法。本发明目的是帮助超超临界锅炉完成保证厚壁部件和受热面安全基础上，保证启动过程燃料消耗和污染物排放最低的一种在线指导方法，可以在防止超超临界锅炉厚壁部件寿命损耗和受热面金属壁温安全基础上，保持超超临界锅炉内部厚壁部件和受热面有较高的加热速度和流动循环，有效提高超超临界锅炉启动阶段的经济性和环保性，保证超超临界锅炉运行的安全性和经济性。CN1025379ACN102537927A权利要求书1/2页1.一种电厂超超临界锅炉的启动指导方法，步骤包括：1)监测：应用现有的厂级监控系统(SIS)或管理信息系统(MIS)，在动态监测锅炉厚壁承压部件应力变化的同时，监测锅炉受热面壁温和烟温分布；2)计算：计算厚壁承压部件应力，求出关键部件危险点应力变化，并计算这些应力产生的复合应力作为实际应力；根据锅炉实时运行数据，计算出锅炉受热面烟温大小，根据SIS系统受热面壁温监测，得出烟气沿锅炉宽度方向上的热负荷分布情况，依据所得数据，得出运行工况中锅炉受热面壁温的实际温度；3)确定极限范围：根据部件材料特性确定不同运行工况下最高和最低应力，作为运行中实际应力控制的极限范围；根据材料特性，规定受热面壁温工作的上限；4)判断：实际应力处于最高和最低应力的范围内、锅炉受热面不超过规程要求的温度限值；5)控制：当4)不能满足时，控制锅炉启动速度和燃料投运速率直至4)满足。2.根据权利要求1所述的电厂超超临界锅炉的启动指导方法，其特征是：所述的锅炉厚壁承压部件指的是：启动分离器、过热器出口联箱、再热器联箱和主蒸汽管道；所述的锅炉受热面指的是：屏式过热器、高温再热器和高温过热器的受热面；所述的计算如下：按照ASME针对承压部件的相关标准和规范，依据厂级信息监测系统-SIS或管理信息系统-MIS获得的厚壁承压部件和锅炉受热面工作温度和压力，依据由吕邦泰由中国电力出版社1992年出版的《锅炉承压部件强度和寿命》一书介绍的锅炉高温承压厚壁承压部件开孔处应力计算方法，通过有限元力学分析，得到厚壁承压部件最危险点的应力计算公式为：σθ＝aσmθ+bσtθσz＝cσmz+dσtzσr＝eσmr+fσtr其中σθ为环向应力，为环向薄膜机械应力σmθ和环向热应力σtθ的合成，其中a与b为通过有限元获得的机械应力集中系数和热应力集中系数；σz为轴向应力，为轴向薄膜机械应力σmz和轴向热应力σtz的合成，其中c与d为通过有限元获得的机械应力集中系数和热应力集中系数；σr为径向应力，为径向薄膜机械应力σmr和径向热应力σtr的合成，其中e与f为通过有限元获得的机械应力集中系数和热应力集中系数；其中各个方向的薄膜机械应力和热应力均是基于无孔圆筒部件得出的结果，a-f为实际结构的厚壁承压部件机械和热应力集中系数，需要根据实际的厚壁承压部件开孔结构，通过有限元计算分别确定；各种应力集中系数的计算方法参见2002年徐芝纶编著，由高等教育出版社出版的《弹性力学简明教程》中内容；通过以上计算方法，在锅炉启动过程中计算出危险点各方向上的应力分布，应用第三强度理论来确定沿应力作用各个方向上的主应力差如下：σ12＝σθ-σzσ23＝σz-σrσ31＝σr-σθ；启动过程中监测要保证各个方向上主应力差的变化在允许的范围内；可以得出σmax2CN102537927A权利要求书2/2页＝f(max{σij}，P，B)、σmin＝f(min{σij}，P，B)，其中σmax是运行中得出的合成应力最大值和锅炉启动时的即时压力和热负荷的函数，σmin是运行中得出的合成应力最小值和锅炉运行时的即时压力和热负荷的函数，该函数主要是最高(最小)应力作用过程中，锅炉主要承压部件工作压力P和锅炉负荷(即燃料量)的函数，确定方法根据吕邦泰由中国电力出版社1992年出版的《锅炉承压部件强度和寿命》一书中介绍的方法