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一、前言
    我國是一個能源大國，有豐富的石油和煤炭等資源。但是，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會的進(jìn)步，人們對能源提出越來越高的要求，電廠鍋爐負(fù)荷日益增大。近十多年來，我國的電力事業(yè)取得很大的發(fā)展，自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的火電機(jī)組單機(jī)出力不斷提高。但應(yīng)看到，包括引進(jìn)的國外300MW~600MW在內(nèi)的燃煤火電機(jī)組，其鍋爐在安全可靠的工作和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面，至今還有著相當(dāng)部分的不盡如人意。主要原因之一是現(xiàn)今采用的鍋爐熱力計(jì)算方法存在著不足。本課題將研究300MW機(jī)組鍋爐熱力計(jì)算綜述。
二、引進(jìn)300MW機(jī)組鍋爐的背景及發(fā)展
1．引進(jìn)300MW機(jī)組鍋爐的背景
    我國的發(fā)電總量中，火力發(fā)電約占70%。電站鍋爐是火力發(fā)電的重要設(shè)備，設(shè)計(jì)出燃料效率高、排出有害污染物少、節(jié)省鋼材而又長期經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行的電站鍋爐對國民經(jīng)濟(jì)具有十分重要的意義，同時也符合現(xiàn)階段環(huán)保和節(jié)能減排兩大世界性的主題。
    自20世紀(jì)70年代以來，高參數(shù)、大容量已成為火力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展趨勢。改革開放后，我國從國外引進(jìn)300MW和600MW火電機(jī)組制造技術(shù)被提上議事日程，并在80年代初從美國西屋電氣公司開始了這方面的技術(shù)引進(jìn)。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2．我國鍋爐技術(shù)的發(fā)展
    五十年來，我國電力工業(yè)飛速發(fā)展，近二十年的發(fā)展更可謂突飛猛進(jìn)。相應(yīng)的電站鍋爐不僅在數(shù)量上增加，而且技術(shù)水平也有了質(zhì)的飛躍。在上世紀(jì)五十年代，主力機(jī)組僅是小容量120t/h～230t/h、低參數(shù)3.83MPa/cm、450℃的自然循環(huán)煤粉鍋爐；在上世紀(jì)六七十年代主力機(jī)組為高溫高壓( 7.8MPa—14.7MPa，535℃—540℃)的125MW和200MW再熱機(jī)組，并建造了一些1000t/h的UP型直流鍋爐，同時也引進(jìn)了一些300MW和500MW的低循環(huán)倍率鍋爐，在燃燒技術(shù)方面也發(fā)展了液態(tài)排渣爐和小型鼓泡流化床鍋爐；1978年成為一個重要的歷史轉(zhuǎn)折點(diǎn)，八十年代的改革開放加快了設(shè)備和技術(shù)的引進(jìn)，300MW—600MW亞臨界(—18MPa、5400 C)控制循環(huán)鍋爐機(jī)組逐漸成為主力，設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行水平得到大幅度的提升，達(dá)到了世界先進(jìn)水平；進(jìn)入本世紀(jì)后，隨著高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、節(jié)約能源和環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，火電機(jī)組進(jìn)入了向1000MW、超臨界和超超臨界參數(shù)發(fā)展的新時期。3.300MW機(jī)組鍋爐在我國的應(yīng)用前景
    我國是一個能源大國，有豐富的石油和煤炭等資源。但是，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會的進(jìn)步，人們對能源提出越來越高的要求，電廠鍋爐負(fù)荷日益增大，高參數(shù)、大容量已成為火力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展趨勢。因此300MW機(jī)組鍋爐在我國有著廣泛的應(yīng)用前景。
三、主題
    鍋爐熱力計(jì)算是鍋爐設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，對鍋爐的安全運(yùn)行和性能有著直接的影響。鍋爐熱力計(jì)算方法分為校核熱力計(jì)算和結(jié)構(gòu)熱力計(jì)算兩種。一般來說，對鍋爐的熱力計(jì)算是采用校核計(jì)算的方法來進(jìn)行的，即先布置好各受熱面，再用校核計(jì)算去確定各部件的吸熱量。對一臺鍋爐進(jìn)行一次熱力計(jì)算，過程繁瑣、計(jì)算量大，需要耗費(fèi)大量的人力和時間，限制了方案的優(yōu)化，計(jì)算精度難以保證。而使用計(jì)算機(jī)程序作同樣的計(jì)算，操作簡單方便、可維護(hù)性好、計(jì)算精度高。
1．鍋爐熱力計(jì)算方法
    鍋爐熱力計(jì)算分為設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算，設(shè)計(jì)計(jì)算一般是在設(shè)計(jì)新鍋爐時運(yùn)用的方法，而校核計(jì)算是在鍋爐結(jié)構(gòu)已定，燃料變更時進(jìn)行的計(jì)算。在鍋爐熱力計(jì)算中，首先以燃料完全燃燒得出理論空氣量、煙氣成分和煙氣的焓等，然后考慮燃料的化學(xué)不完全燃燒熱損失和機(jī)械不完全燃燒熱損失，在上述煙氣焓中查出理論燃燒溫度等。計(jì)算的結(jié)果有兩種燃料量，即實(shí)際燃料消耗量和不考慮機(jī)械不完全燃燒熱損失的計(jì)算燃料消耗量。
    根據(jù)鍋爐本體中傳熱的特點(diǎn)，其熱力計(jì)算又可主要分為爐膛熱力計(jì)算和對流受熱面熱力計(jì)算。對流受熱面由于以對流換熱為主，其傳熱計(jì)算容易進(jìn)行，而難點(diǎn)在于沾污系數(shù)的選取。鍋爐爐膛內(nèi)的過程是異常復(fù)雜的，在其內(nèi)部同時進(jìn)行著流動、混合、燃燒、傳熱等過程，而且這些過程相互作用、相互影響。爐膛由于以輻射換熱為主，且溫度分布不均勻，準(zhǔn)確的傳熱計(jì)算難度大。在燃煤鍋爐中，飛灰含碳量有時很高，若用燃料完全燃燒方法進(jìn)行設(shè)計(jì)或校核計(jì)算則有較大誤差。
2．我國電站鍋爐熱力計(jì)算方法應(yīng)用的現(xiàn)狀
    近十多年，我國的電力事業(yè)取得很大的發(fā)展，自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的火電機(jī)組單機(jī)出力由新中國初期6MW提高到現(xiàn)今的300MW-600MW和設(shè)計(jì)更高的900MW-1000MW，參數(shù)由4MPa增加到17.OMPa和設(shè)計(jì)25.OMpa-27.OMPa的超臨界與超超臨界。但應(yīng)看到，包括引進(jìn)的國外300MW-600MW在內(nèi)的燃煤火電機(jī)組，其鍋爐安全可靠的工作和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，至今還有著相當(dāng)部分的不盡如人意。主要原因之一是，現(xiàn)今采用的鍋爐熱力計(jì)算方法存在著不足。鍋爐熱力計(jì)算是鍋爐整體計(jì)算的核心，是鍋爐設(shè)計(jì)、校核、運(yùn)行的基本依據(jù)。鍋爐水動力計(jì)算、受壓元件強(qiáng)度計(jì)算、通風(fēng)阻力計(jì)算、爐墻熱力計(jì)算、管壁溫度計(jì)算、制粉系統(tǒng)熱力計(jì)算、空氣動力計(jì)算等都要在鍋爐熱力計(jì)算的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行。
四、總結(jié)
    目前我國現(xiàn)用的各種熱力計(jì)算方法都在不同程度上存在著不完善之處，因此非常迫切并很有必要制定出符合我國實(shí)際情況的熱力計(jì)算方法，將最新的爐膛輻射傳熱研究成果結(jié)合到鍋爐熱力計(jì)算中去。另外，大力發(fā)展計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，努力開發(fā)出相對更加完善、通用的鍋爐熱力計(jì)算軟件，將更有助于鍋爐設(shè)計(jì)，對電廠熱經(jīng)濟(jì)性診斷及優(yōu)化也將起到更加重要的作用。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。