解决电站锅炉水冷壁高温腐蚀问题的试验研究
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摘要
水冷壁高温腐蚀是目前电站锅炉面临的一个较为严重的问题。本
文以大港电厂2×328.5MW四角切圆燃煤锅炉为例，进行试验研究。
在原型锅炉的基础上，按1:20比例建立试验台。针对原炉初步设计
方案，在冷态空气动力场模化试验台上，进行一次风同心反切燃烧炉内
冷态试验研究。利用IFA 300恒温式热线（膜）风速仪，结合飘带法和
颗粒示踪技术，对不同燃烧器布置方式下炉内空气动力场进行测量和
观察，并与数值模拟结果进行对照，掌握燃烧器区域气流特性，提出了
彻底解决电站锅炉水冷壁高温腐蚀问题的合理建议，对工程实践具有
一定的指导意义。
At present , the high-temperature corrosion of water wall has become a
serious problem at power stations. The test-bed was set up on the base of
Dagang 3 28.5MW boiler unit in proportion as 1:20 . Using of concentric
firing system (CFS) , the experiment & research has been carried on the test
facility with Hot-wire Anemometer and visualization of granular and band.
The air flow in furnace was measured and observed under the different
arrangements of burners. Compared with the results of numerical simulation,
the flow characteristics in combustion region are shown in this thesis and the
suggestions about how to solve the high-temperature erosion in water wall
are made which are helpful for engineers to design and improve boiler.
文以大港电厂2×328.5MW四角切圆燃煤锅炉为例，进行试验研究。
在原型锅炉的基础上，按1:20比例建立试验台。针对原炉初步设计
方案，在冷态空气动力场模化试验台上，进行一次风同心反切燃烧炉内
冷态试验研究。利用IFA 300恒温式热线（膜）风速仪，结合飘带法和
颗粒示踪技术，对不同燃烧器布置方式下炉内空气动力场进行测量和
观察，并与数值模拟结果进行对照，掌握燃烧器区域气流特性，提出了
彻底解决电站锅炉水冷壁高温腐蚀问题的合理建议，对工程实践具有
一定的指导意义。
At present , the high-temperature corrosion of water wall has become a
serious problem at power stations. The test-bed was set up on the base of
Dagang 3 28.5MW boiler unit in proportion as 1:20 . Using of concentric
firing system (CFS) , the experiment & research has been carried on the test
facility with Hot-wire Anemometer and visualization of granular and band.
The air flow in furnace was measured and observed under the different
arrangements of burners. Compared with the results of numerical simulation,
the flow characteristics in combustion region are shown in this thesis and the
suggestions about how to solve the high-temperature erosion in water wall
are made which are helpful for engineers to design and improve boiler.
引文
[1] 吴生来 “上海吴泾热电厂1025t／h锅炉燃料燃烧器及同心反切燃烧系统”，引进大型炉学术会议论文集
[2] 胡泰来，姚斌等“同心双切圆燃烧系统(CFS)锅炉炉内结渣问题研究”，中国工程热物理学会燃烧学学术会议，1995年
[3] 孙锐，李争起等“径向浓淡旋流煤粉燃烧器出口气流湍流特性的冷态试验研究”，中国工程热物理学会燃烧学学术会议，1999年
[4] 孙保民“W型火焰煤粉锅炉炉内流动、换热、燃烧过程的数值模拟和流场的试验研究”，[博士学位论文]，清华大学，1994．1
[5] 周志军，朱自力等“分级风角度对W型火焰炉流场影响的冷模试验研究”，中国工程热物理学会燃烧学学术会议，1999年
[6] 康志忠“锅炉等温数值计算通用化研究”，[硕士学位论文]，华北电力大学(北京)，1998．1
[7] 魏兆龙“四角切圆煤粉燃烧锅炉炉内冷态流场模化试验研究”，[硕士学位论文]，华北电力大学(北京)，1998．1
[8] 梁晓宏“W型火焰炉燃烧过程污燃物生成的数值模拟及冷态流场试验研究”，[硕士学位论文]，浙江大学
[9] 朱珍锦“大型切向燃烧电站锅炉炉内流动特性模型试验及数值模拟”，[硕士学位论文]，浙江大学
[10] 徐宝山 ，刘晓东等“盘山600MW机组锅炉冷态模化试验研究”，锅炉制造，1999年第3期
[11] 徐明厚 胡泰来等“420t／h同心反切圆锅炉燃烧优化的数值计算”，热能动力工程，1996年第3期
[12] 黄伟等“锅炉四管爆漏原因分析及防爆措施”，湖南电力，1999年第5期
[13] 刘福国，潘风国“切向燃烧炉内实际切圆直径的回归分析”，锅炉技术，1999年第2期
[14] 陈梅倩，王哲等“锅炉水冷壁高温腐蚀和防止措施”，中国电力，1997年第8期
[15] 苗长信，李凯等“SG420t／h-M419型锅炉的结渣及气温问题”，中国电力，1997年第11期
[16] 陈颖敏，阎顺林“锅炉水冷壁腐蚀及爆破的原因分析和防止措施，中国电力，1999年第11期
[17] 冯俊凯 “根据燃煤性质论电站锅炉燃烧方法的发展”，动力工程，1995年第3期
[18] 罗萌 “探讨同心反切燃烧技术用于劣质无烟煤燃烧”，广东电力，1999年第5期
[19] J. M. Beer and N. A. Chigier "Combustion aerodynamics"
[20] "Aerodynamics of the furnace space and development of the anthracite combustion process when operating with direct flow and turbulent burners" Thermal Eng., 1966.No7
[21] Modeling experience with large boilers, J. Inst. Fuel
[22] A model study of the interaction of multiple turbulent diffusion flames, Ninth symposium on combustion
[23] 宫述钧“切圆燃烧中射流偏转问题分析”，广东电力，1999年第2期
[24] 诏春台“SG1025t/h直流炉燃烧器同心反切配风的改造”中国电力 1997年第7期
[25] 刘炜“结渣、玷污、腐蚀和磨损对锅炉四管的饿影响及对策”，河北电力技术，1999年第2期
[26] 黄明达，李用全“CE600MW锅炉炉膛冷态模拟试验研究”发电设备，1989年第9期
[27] 张忠义“切向燃烧炉膛冷态空气动力场试验的探讨”，动力工程，1981年第1期
[28] 郭宏生，徐通模“大型锅炉炉内空气动力场”，热能动力工程，1994年第11期
[29] 韩才元“大型锅炉炉膛燃烧空气动力模化”，热力发电，1990年第1期
[30] 刘忠楼“600MW亚临界控制循环锅炉冷态模化试验研究”，锅炉技
术，1996年第6期
[31] 上海锅炉厂“超临界炉炉内气体流动特性试验报告”1992年
[32] Simons, G. A., The role of pore Structure in coal Pyrolysis and Gasification, Prog. Energy Combust. Sci., vol. 19, PP.269, 1983
[33] W. A. Fiveland R. a Wessel "Numerical Model for Predicting Performance of Three-Dimensional Pulverized-Fuel Fired Furnaces."
[34] A. S. Abbas and F. C Lockwood "Prediction of Power Station Combustors" 21st Symposium on Coal Combustion, Beijing, China
[35] G. M. Makhtin and Yu. I. Khavkin "Environment Protection in Combustion Processes", Proceedings of the 1999 International Joint Power Generation Conference, Volume 1
[36] "Insight into Flame Blowing out Due to slaggs Falling in the Pulverizedcoal fired Boilers", Proceedings of the 1999 International Joint Power Generation Conference, Volume 1
[37] Tong-mo Xu, Shi-en Hui "The effect of Opposing Tangential Circle of Air Flow on Flow Characteristics in large Boiler Furnace" Proceedings of The 4th International Symposium on Coal Combustion
[38] 岑可法“锅炉燃烧试验研究方法及测量技术”，水利电力出版社，1987年
[39] 岑可法，樊建人等“锅炉和热交换器积灰、结渣、磨损及腐蚀问题的机理及计算”，科学出版社，1992年
[40] “燃气测试技术手册”，天津大学出版社
[41] 王致均编译“炉内空气动力学”，水利电力出版社，1984年
[42] 王致均编著“锅炉燃烧过程”，重庆大学出版社
[2] 胡泰来，姚斌等“同心双切圆燃烧系统(CFS)锅炉炉内结渣问题研究”，中国工程热物理学会燃烧学学术会议，1995年
[3] 孙锐，李争起等“径向浓淡旋流煤粉燃烧器出口气流湍流特性的冷态试验研究”，中国工程热物理学会燃烧学学术会议，1999年
[4] 孙保民“W型火焰煤粉锅炉炉内流动、换热、燃烧过程的数值模拟和流场的试验研究”，[博士学位论文]，清华大学，1994．1
[5] 周志军，朱自力等“分级风角度对W型火焰炉流场影响的冷模试验研究”，中国工程热物理学会燃烧学学术会议，1999年
[6] 康志忠“锅炉等温数值计算通用化研究”，[硕士学位论文]，华北电力大学(北京)，1998．1
[7] 魏兆龙“四角切圆煤粉燃烧锅炉炉内冷态流场模化试验研究”，[硕士学位论文]，华北电力大学(北京)，1998．1
[8] 梁晓宏“W型火焰炉燃烧过程污燃物生成的数值模拟及冷态流场试验研究”，[硕士学位论文]，浙江大学
[9] 朱珍锦“大型切向燃烧电站锅炉炉内流动特性模型试验及数值模拟”，[硕士学位论文]，浙江大学
[10] 徐宝山 ，刘晓东等“盘山600MW机组锅炉冷态模化试验研究”，锅炉制造，1999年第3期
[11] 徐明厚 胡泰来等“420t／h同心反切圆锅炉燃烧优化的数值计算”，热能动力工程，1996年第3期
[12] 黄伟等“锅炉四管爆漏原因分析及防爆措施”，湖南电力，1999年第5期
[13] 刘福国，潘风国“切向燃烧炉内实际切圆直径的回归分析”，锅炉技术，1999年第2期
[14] 陈梅倩，王哲等“锅炉水冷壁高温腐蚀和防止措施”，中国电力，1997年第8期
[15] 苗长信，李凯等“SG420t／h-M419型锅炉的结渣及气温问题”，中国电力，1997年第11期
[16] 陈颖敏，阎顺林“锅炉水冷壁腐蚀及爆破的原因分析和防止措施，中国电力，1999年第11期
[17] 冯俊凯 “根据燃煤性质论电站锅炉燃烧方法的发展”，动力工程，1995年第3期
[18] 罗萌 “探讨同心反切燃烧技术用于劣质无烟煤燃烧”，广东电力，1999年第5期
[19] J. M. Beer and N. A. Chigier "Combustion aerodynamics"
[20] "Aerodynamics of the furnace space and development of the anthracite combustion process when operating with direct flow and turbulent burners" Thermal Eng., 1966.No7
[21] Modeling experience with large boilers, J. Inst. Fuel
[22] A model study of the interaction of multiple turbulent diffusion flames, Ninth symposium on combustion
[23] 宫述钧“切圆燃烧中射流偏转问题分析”，广东电力，1999年第2期
[24] 诏春台“SG1025t/h直流炉燃烧器同心反切配风的改造”中国电力 1997年第7期
[25] 刘炜“结渣、玷污、腐蚀和磨损对锅炉四管的饿影响及对策”，河北电力技术，1999年第2期
[26] 黄明达，李用全“CE600MW锅炉炉膛冷态模拟试验研究”发电设备，1989年第9期
[27] 张忠义“切向燃烧炉膛冷态空气动力场试验的探讨”，动力工程，1981年第1期
[28] 郭宏生，徐通模“大型锅炉炉内空气动力场”，热能动力工程，1994年第11期
[29] 韩才元“大型锅炉炉膛燃烧空气动力模化”，热力发电，1990年第1期
[30] 刘忠楼“600MW亚临界控制循环锅炉冷态模化试验研究”，锅炉技
术，1996年第6期
[31] 上海锅炉厂“超临界炉炉内气体流动特性试验报告”1992年
[32] Simons, G. A., The role of pore Structure in coal Pyrolysis and Gasification, Prog. Energy Combust. Sci., vol. 19, PP.269, 1983
[33] W. A. Fiveland R. a Wessel "Numerical Model for Predicting Performance of Three-Dimensional Pulverized-Fuel Fired Furnaces."
[34] A. S. Abbas and F. C Lockwood "Prediction of Power Station Combustors" 21st Symposium on Coal Combustion, Beijing, China
[35] G. M. Makhtin and Yu. I. Khavkin "Environment Protection in Combustion Processes", Proceedings of the 1999 International Joint Power Generation Conference, Volume 1
[36] "Insight into Flame Blowing out Due to slaggs Falling in the Pulverizedcoal fired Boilers", Proceedings of the 1999 International Joint Power Generation Conference, Volume 1
[37] Tong-mo Xu, Shi-en Hui "The effect of Opposing Tangential Circle of Air Flow on Flow Characteristics in large Boiler Furnace" Proceedings of The 4th International Symposium on Coal Combustion
[38] 岑可法“锅炉燃烧试验研究方法及测量技术”，水利电力出版社，1987年
[39] 岑可法，樊建人等“锅炉和热交换器积灰、结渣、磨损及腐蚀问题的机理及计算”，科学出版社，1992年
[40] “燃气测试技术手册”，天津大学出版社
[41] 王致均编译“炉内空气动力学”，水利电力出版社，1984年
[42] 王致均编著“锅炉燃烧过程”，重庆大学出版社