【正文】 布情況如圖 37 中的（ a）、（ b） 。三種受熱面管屏在兩種熱負(fù)荷分布 第 3 章 過熱器熱偏差基本計(jì)算方法 23 情況下對應(yīng)的吸熱不均系數(shù)、流量不均系數(shù)和熱偏差系數(shù)的分布曲線分別如圖 3 39 中的（ a）、（ b）所示。 bt 計(jì)算公式 由計(jì)算壁溫定義得： ???????? ???? m a x2m a x 1 qqJt b ? ????? （℃） （ 339） 其中表達(dá)式中的符號(hào)與式 。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，繪制了各受熱面管屏汽溫柱狀分布趨勢圖，以便直觀分析各管屏的危險(xiǎn)程度。 水平低溫過熱器位 于尾部豎井煙道省煤器上方，共 110 片，管徑為Φ 51，以 136mm 的橫向節(jié)距沿爐寬方向布置。 （ 2）計(jì)算點(diǎn)沿管子周界熱負(fù)荷最高處的外壁溫度 wt ，該溫度用于校核管子的氧化速度。在計(jì)算時(shí)，首先假定一個(gè)迭代初始值 oA ,由式 解出各套管流量，再代入式 進(jìn)行驗(yàn)算，不符合時(shí)修正 A 值，至到誤差小于規(guī)定值時(shí)為止。 化簡后的 n 個(gè)方程為： ? ? ? ?? ????????????????????????????????????????????????? ????100202000120010102200200112001001nxnnnGGGGGcGkkGcGkkGcGkkG （ 329） 同樣，可以在式 兩邊同時(shí)除于當(dāng)量支管的平均流量 0G ，可以得到關(guān)于流量不均系數(shù)的計(jì)算關(guān)系式： ? ? ? ?2 00200,oxxxoooxooxxG Gk ababGGkkGG ??????????????? （ 330） 引入管子系數(shù) xB ，其表達(dá)式為： ? ? ? ? ? ? ? ????????? ? ????????dfxxxxxxx pababAGk ababB 0020 00 （ 331） 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文 20 其中：管組結(jié)構(gòu)系數(shù)212?????????????? ????????? ?? ? ffhx AAdlA ???? （ 332） A — 管組總截面積（ ㎡ ）； fA — 分配集箱截面積（ ㎡ ）； dfp? — 分配集箱進(jìn)口動(dòng)壓，且ffdf gWp ?2 2?? （ 2/mkgf ） ； fW — 分配集箱進(jìn)口流速（ m/s）。 熱偏差計(jì)算相關(guān)參數(shù)的確定 受熱面偏差系數(shù) ? 的確定 設(shè)屏中任一管段 a ，其長度為 al ，它接受屏間煙氣輻射的面積為 pH ,接 第 3 章 過熱器熱偏差基本計(jì)算方法 15 受爐膛輻射的受熱面積為 fH 。 令煙道寬度為 a，坐標(biāo)原點(diǎn)定位在煙道左端處，絕對坐標(biāo) x 的相對坐標(biāo)為 X=x/a，由第二章的內(nèi)容知道，沿?zé)煹缹挾鹊奈鼰岵痪禂?shù) krmax,? 分布函數(shù)為： EDXCXBXAXEaxDaCaxBaxAk??????????????????????????????????334234rxx? （ 32） 若過熱器再熱器沿?zé)煹缹挾葲]有分成幾段，可認(rèn)為集箱長度 L=a。原有壁溫計(jì)算方法的不足有以下幾點(diǎn) [18]： （ 1）原方法認(rèn)為蒸汽流量最小的管子正好熱負(fù)荷最大，而實(shí)際運(yùn)行實(shí)踐證明，情況并非如此； （ 2）在計(jì)算校核點(diǎn)的平均汽溫時(shí)，沒有考慮到各管段吸熱能力的不同，即取傳熱系數(shù)為定值； （ 3）在確定計(jì)算點(diǎn)周向平均熱負(fù)荷時(shí)，沒有考慮到管束前煙氣空間的影響。由于該類集箱內(nèi)靜壓分布比較復(fù)雜，還有待進(jìn)一步的研究 [13]。 [10] (1)運(yùn)行方式 (2)燃燒煤種偏離設(shè)計(jì)煤種 (3)一、二次風(fēng)配風(fēng)比 (4)燃燒器四角風(fēng)粉不均勻 (5)煤粉細(xì)度 (6)三次風(fēng)的影響 （ 7）負(fù)荷變化快慢 由于電網(wǎng)調(diào)度的需要，機(jī)組負(fù)荷經(jīng)常進(jìn)行大幅度變化，如果燃燒器層數(shù)及磨煤機(jī)投、停調(diào)整不當(dāng)，會(huì)造成著火推遲和火焰中心上移等問題，使?fàn)t膛出口煙溫上升，加劇爐膛出口的煙溫偏差。而引起對流煙道煙速煙溫偏差的一個(gè)重要原因就是爐膛出口存在的殘余旋轉(zhuǎn)。如果屏前煙氣的煙溫高、黑度大 , 外圈管的總吸熱量就會(huì)增大很多 。綜合考慮引起熱偏差的各種因素，準(zhǔn)確計(jì)算管子出口汽溫和危險(xiǎn)部位的壁溫，是過熱器和再熱器超 溫爆管事故分析 、改造的技術(shù)關(guān)鍵；同時(shí)，也是鍋爐制造廠家提高鍋爐設(shè)計(jì)水平的重要環(huán)節(jié) [4]。 目前，我國大型電站的過熱系統(tǒng)存在兩個(gè)突出的問題 [2]:一是某些機(jī)組的受熱面管子因超溫頻頻發(fā)生爆管事故，嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全運(yùn)行；二是某些機(jī)組的過熱器雖然沒有發(fā)生爆管事故，但是由于設(shè)計(jì)時(shí)采用了高質(zhì)量流速，整體采用高檔合金鋼，使得機(jī)組制造成本增加以及機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性變差。隨著機(jī)組容量的增大，鍋爐過熱系統(tǒng)因熱偏差引起的超溫爆管事故頻頻發(fā)生，嚴(yán)重影響了發(fā)電廠的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。大量運(yùn)行實(shí)踐表明，采用以往計(jì)算方法設(shè)計(jì)的受熱面最大允許壁溫往往偏低，而且壁溫變化規(guī)律不合理，甚至同國外先進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)果相反。 課題研究的方法 論文以熱偏差的綜合理論研究成果為基礎(chǔ)，從工程應(yīng)用角度出發(fā)，采用適合的數(shù)值計(jì)算方法，以 330MW 亞臨界壓力自然循環(huán)鍋爐為例，進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算分析。這些因素也會(huì)對管子金屬壁溫的超溫起到一定的 不利作用。屏區(qū)左右兩側(cè)氣流流動(dòng) ,這樣就造成爐膛出口截面上總體形成右側(cè)煙速大于左側(cè)的分布狀況，而且整個(gè)截面上的速度分布實(shí)質(zhì)上是沿高度和寬度方向上均呈現(xiàn)明顯的 不均勻性，也就是在對流煙道入口截面的下部，右側(cè)煙氣平均速度顯著大于左側(cè)，而在上部則是左側(cè)氣流平均速度大于右側(cè)，最大煙氣流速出現(xiàn)在水平煙道的右下側(cè)。熱效流量偏差是由于各管圈吸熱量差異引起的。至于管材不同時(shí)，按我國“電站鍋爐水動(dòng)力計(jì)算計(jì)算方法”中的數(shù)據(jù)計(jì)算，在管子內(nèi)徑為 ～ 范圍內(nèi)，奧氏體鋼的每米摩擦阻力系數(shù) o? 值是珠光體鋼 o? 值的 ～ 左右。本章的重點(diǎn)就是建立合理的熱偏差計(jì)算模型，采用適于工程應(yīng)用的數(shù)值計(jì)算方法，結(jié)合實(shí)例進(jìn)行計(jì)算應(yīng)用和分析 [19]。,1。 就幾種情況下受熱面偏差系數(shù)的具體計(jì)算方法作一些說明： 管間煙氣輻射受熱面偏差系數(shù) f? 根據(jù)輻射受熱面積差異，屏中各種管段類型一般可分為六種，且對應(yīng)一定的受熱面偏差系數(shù)計(jì)算公式 ：由受熱面偏差系數(shù)定義， 1?f? ； （ 311） ：olopf ElxsDlsHH 422 ???? ????? ； （ 312） ：oopf ElxsdlHH ??? ???22； （ 313） ：21032 sdEof ???? ??? ； （ 314） ：2 22sfsff ??? ?? （ 315） 對流受熱面偏差系數(shù) d? 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文 16 ：od ?? ?? ； （ 316） ： fd ??? （ 317） 管前煙室輻射因數(shù) fp 的確定 屏式過熱器或再熱器垂直于煙氣輻射的各管排 : 第一排管： 41 222324252 ????????????????????????????????????????? dsdsdsdsdsp f （ 318） 第 1 排管的 fp 值可由計(jì)算式求出，也可以根據(jù)管子的縱向節(jié)距比 ds/2 由圖 34 中曲線查取。屏式過熱器管屏數(shù)為 18 片，高溫過熱器管屏數(shù)為 30 片，高溫再熱器管屏數(shù)為 60 片。 從各受熱面的偏差曲線分布特點(diǎn)及表 的數(shù)據(jù)知，當(dāng)最大熱負(fù)荷偏向煙道四分之一處時(shí)三種受熱面產(chǎn)生的最大熱偏差系數(shù)明顯小于熱負(fù)荷對稱分布時(shí)對應(yīng)的最大值，這與通常最大熱負(fù)荷偏向一側(cè)產(chǎn)生的熱偏差較大的現(xiàn)象 不符，其原因是假設(shè)最大熱負(fù)荷與最小的流量疊加在一起，產(chǎn)生了大的熱偏差。 通過過熱偏差計(jì)算，計(jì)算出計(jì)算點(diǎn)的蒸汽溫度 jt 和相應(yīng)的參數(shù)，根據(jù)壁溫計(jì)算模型計(jì)算 wt 和 bt 。三種受熱面的管屏出口汽溫分布圖分別為圖 3 311 中的（ a）、（ b）所示。 立式低溫過熱器位于尾部煙道轉(zhuǎn)向室內(nèi)，水平低溫過熱器上方，共 110 片，管徑為Φ 51，以 136mm 的橫向節(jié)距沿爐寬方向布置。該溫度用于校核管子的強(qiáng)度計(jì)算。 各套管的壓力平衡方程： 22022022011424242 ??????????????????????????????????????????????????????dggZdggZdggZpnnin ?????? （ 334） 化簡得到： AgZgZgZgZ nnii ???????????? 22222211 （ 335） 第 j 管屏流量平衡方程為： jni Dgggg ??????????? 21 （ 336） 以上兩個(gè)方程便是各套管流量初步計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)數(shù)學(xué)模型編制了管間流量迭代計(jì)算程序。在式 中，只有流量 未知，可以通過 n 個(gè)方程預(yù)先假定 3 個(gè)第一根當(dāng)量管的流量 ? ?1?OOG、 ? ?2?OOG、 ? ?3?OOG，代入下面化簡后的 n 個(gè)方程，可以算出三個(gè)對應(yīng)的總流量 ? ?1?OXG、 ? ?2?oxG、 ? ?3?oxG，利用圖解逐步逼近法可以求得符合條件的第一根支管的流量 ooG ，把 ooG 代入方程組，依次可以求出其它各支管的流量。 圖 33 高過各管屏對應(yīng)的吸熱不均系數(shù) 根據(jù)吸熱不均分布函數(shù)可以求出每級(jí)受熱面每片管屏對應(yīng)的吸熱不均勻系數(shù)，便于準(zhǔn)確計(jì)算管段出口汽溫和危險(xiǎn)點(diǎn)的壁溫。有的鍋爐其對流煙煙道中過熱系統(tǒng)受熱面沿?zé)煹缹挾鹊臒崃Σ痪鶆蛳禂?shù)最大值krmax,? 達(dá)到 ～ ，甚至以上的數(shù)值[23]?，F(xiàn)代大型鍋爐因其顯著的幾個(gè)特點(diǎn)使蘇聯(lián)熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于熱偏差及壁溫計(jì)算的方法已不再適應(yīng)。 第 2 章 過熱器系統(tǒng)的熱偏差理論分析 9 (a)Z型 (b)U型 圖 26集箱及其靜壓變化 根據(jù)國內(nèi)對過熱系統(tǒng)帶三通集箱流量分布的冷態(tài)?；囼?yàn)結(jié)果分析知道：在集箱三通區(qū)域氣流急轉(zhuǎn)形成渦流，渦流區(qū)的靜壓急劇降低是造成該區(qū)域管排流量減少進(jìn)而導(dǎo)致受熱面超溫爆管的主要原因 [28]。 (4)煙氣走廊對流煙道中過熱器和再熱器受熱面下沿與煙道底部壁面之間通常存在比較大的空隙，即所謂的煙氣走廊，由于此區(qū)域的阻力較小，從爐膛出口流出的部分煙氣流向這里，使該處的煙速煙溫偏差加大。對流煙道煙速煙溫偏差是受熱面沿?zé)煹缹挾任鼰岵痪?、?dǎo)致熱偏差的一個(gè)重要原因。 例如 , 一片管屏的外圈管所吸收的屏前煙氣的輻射熱量就要比平均管大好幾倍。導(dǎo)致過熱器局部超溫爆管的原因復(fù)雜多樣，它與燃燒方式、受熱面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各級(jí)受熱面系統(tǒng)布置形式、管壁材料選用及鍋爐運(yùn)行工況等因素都有關(guān)系，如何保證過熱器和再熱器安全運(yùn)行愈加成為鍋爐設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的難題。經(jīng)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，由此問題引起的非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間占總停運(yùn)時(shí)間的 20%左右，少發(fā)電量占總發(fā)電量的 25%左右 [1]，這不僅給國民經(jīng)濟(jì)造成了很大損失，而且使我國本已緊張的供 電形勢更加不利，制約了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。鑒于上述原因，關(guān)于熱偏差的成因及熱偏差、壁溫計(jì)算方法的研究就具有非常重要的實(shí)際意義。因此，分析研究鍋爐高溫受熱面產(chǎn)生熱偏差的 機(jī)理與原因，改善原有的熱偏差計(jì)算方法，以便獲得高溫受熱面管子的真實(shí)壁溫，從根本上采取相應(yīng)措施，減少或防止高溫受熱面的超溫爆管事故的發(fā)生，具有非常重要的實(shí)際意義 [3]。具體思路如下： ，結(jié)合大型實(shí)例鍋爐，進(jìn)行分析、計(jì)算、驗(yàn)證。 過熱器熱偏差的概念敘述 由于設(shè)計(jì)和運(yùn)行等因素的影響，在過熱器、再熱器管組中并聯(lián)各根管