[发明专利]电站锅炉受热面设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉设备领域，尤其是一种优化的适用于烟气偏差固定的受热面设计方法。 

背景技术

在电站锅炉受热面中存在热偏差。热偏差是指并列管组中每根管的工质焓增不同的现象。热偏差的程度可用热偏差系数来表示，受热面并联管中个别管子工质焓增与并联管子的平均焓增的比值。比值为1表示没有偏差；比值大于1表示正偏差，即焓增过大；比值小于1，表示焓增过小。受热面的热偏差产生的原因是工质侧的流向不均和烟气侧的热力不均。造成受热面热偏差的原因是吸热不均、结构不均、流量不均。受热面结构不一致，对吸热量、流量均有影响，所以，通常把产生热偏差的主要原因归结为吸热不均和流量不均两个方面。 

（1）吸热不均方面。 

1）沿炉宽方向烟气温度、烟气流速不一致，导致不同位置的管子吸热情况不一样。 

2）火焰在炉内充满程度差，或火焰中心偏斜。 

3）受热面局部结渣或积灰，会使管子之间的吸热严重不均。 

4）对流过热器或再热器，由于管子节距差别过大或检修时割掉个别管子而未修复，形成烟气“走廊”，使其邻近管子吸热量增多。 

5）屏式过热器或再热器的外圈管，吸热量较其它管子的吸热量大。 

（2）流量不均方面: 

1）并列的管子，由于管子的实际内径不一致（管子压扁、焊缝处突出的焊瘤、杂物堵塞等）造成并列各管的流动阻力大小不一样，使流量不均。 

2）集箱与引进引出管的连接方式不同，引起并列管子两端压差不一样，造成流量不均。现代锅炉多采用多管引进引出联箱，以求并列管流量基本一致。 

因此在锅炉设计中，烟气的流动带来的烟气偏差，使锅炉受热面的设计非常困难，有效控制偏差是确保锅炉安全运行的行之有效的方法之一，我们也可以通过优化受热面的设计确保锅炉在受热面具有较大的安全性。 

发明内容

本发明涉及一种优化的受热面设计方法，该设计方法基于对烟气偏差的了解，适用于烟气侧温度偏差曲线较为固定的情况。譬如说切向燃烧的锅炉，无论锅炉容量大小，其通过受热面的烟气侧温度偏差曲线基本固定。 

为了实现本发明的目的，本发明的技术方案为： 

一种电站锅炉受热面设计方法，所述方法仅适用于烟气温度偏差固定,所述设计方法的步 骤为： 

第一步，根据同一断面上的烟气侧温度偏差曲线确定每一屏的烟气温度偏差系数； 

第二步，根据给定的集箱尺寸和受热面管子从集箱上的引入引出方式，确定蒸汽偏差曲线，获得每一屏的蒸汽偏差系数； 

第三步，将烟气温度偏差系数和蒸汽偏差系数进行叠加，获得每一屏的综合偏差系数； 

第四步，根据每一屏的综合偏差系数，调整受热面的选材，进行差别设计，偏差大的屏选用好材，偏差小的屏选材可以略差。 

使用该设计方法，能够有效的控制偏差，确保锅炉安全运行的同时，使得锅炉设计更为经济。 

附图说明

图1为常规的受热面示意图； 

图2为本发明的受热面示意图； 

图3为烟气侧温度偏差曲线示意图； 

图4为集箱与受热面工作示意图。 

附图标记说明：进口集箱1、出口集箱2、集箱上的管接头3、屏上的管子4。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，但本发明不局限于以下的实施例。 

如图1为常规的受热面示意图，按照常规方法设计，屏1至屏8所有的屏都是相同的设计，宽度相同，高度相同，材料相同。 

在同一断面上，烟气温度并不相同，存在烟气温度的波峰和烟气温度的波谷，该类烟气温度的偏差曲线可以通过数值模拟获得或实际经验获得。如图3所示。 

受热面屏间的偏差是由于烟气偏差和不同屏管子在集箱上的引出位置的不同引起的。当集箱的口径确定，引入引出方式确定后其屏间蒸汽偏差曲线也基本确定。 

受热面同屏的偏差是由于同屏的不同管之间内外圈管的吸热和流通面积、管子长度的不同引起的。 

在进行受热面设计时必须同时考虑屏间的偏差和同屏的偏差，才能真正确保受热面的安全性。