[发明专利]一种超低负荷下电站锅炉水冷壁水动力安全性的评估方法

说明书

本发明公开了一种超低负荷下超临界电站锅炉螺旋水冷壁水动力安全性的评估方法，包括以下步骤：(1)建立螺旋管圈水冷壁流量压力节点的等效回路法计算模型与单管热负荷计算模型；(2)在运行最低工况下进行流量压力计算；(3)通过已有温度测点数据修正热负荷分布；(4)在超低负荷参数下进行水动力安全性校核。本发明建立的水动力与螺旋管圈单管热负荷计算模型从理论角度更好地确定了水冷壁流程中每根管子的运行状况，且通过已运行最低工况的测点数据修正热负荷，可以提高评估的准确性，对超临界锅炉水冷壁在超低负荷工况下水动力安全性的分析评估也为同类型机组适应深度调峰运行可行性分析提供了依据。

技术领域：

本发明涉及电站锅炉水冷壁运行评估领域，特别涉及一种超低负荷下电站锅炉螺旋管圈水冷壁水动力安全性的评估方法。

背景技术：

近年来，为了大力推进能源结构清洁化改革，可再生能源发展速度加快，而火电发展速度放缓。但新能源具有随机性、间歇性、不稳定性等特点，其比重增加到一定程度后，必然给电网带来更大的调峰压力，现有煤电机组需充分挖掘系统调峰能力，着力增强系统灵活性、适应性，这是现在及未来火电不可避免的发展趋势。其中，深度调峰能力和低负荷运行适应性问题是制约火电机组灵活性提升的重要因素，深度调峰要求机组负荷率低至20％～40％。

由于超临界机组在设计之初往往只考虑最低40％～50％额定负荷正常运行，在偏离设计工况的超低负荷下水冷壁水动力有可能出现脉动、多值性等安全问题。目前已有的研究多针对垂直管圈水冷壁锅炉，且对30％超低负荷以下的研究较少。并且，螺旋管圈水冷壁结构复杂，管子与管子之间、管子与集箱之间的连接弯头多，流动阻力大；额定负荷运行时，工质的质量流速较大，阻力的影响相对较小；超低负荷运行时，阻力扰动相对较大，可能对水动力造成影响。故而在水动力计算过程中，要求要有更高的计算准确度，这其中，水冷壁流量压力计算模型与单管热负荷计算模型直接关系着计算结果的准确性。机组低负荷运行时，炉膛内火焰充满程度比高负荷时差，此时热负荷分布偏离经验曲线。目前已有的水动力计算文献大多采用经验曲线，是一种经验性的方法，缺乏完备的理论基础，工况的改变实际上会对曲线产生较大的影响。这些计算问题直接影响了水动力计算的结果，给超低负荷水冷壁运行评估带来困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种更准确的超低负荷下电站锅炉水冷壁水动力安全性的评估方法，可以给电站机组运行给予参考，有效预测超低负荷运行的适应性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种超低负荷下电站锅炉水冷壁水动力安全性的评估方法，包括如下步骤：

(1)建立螺旋管圈水冷壁流量压力节点的等效支路法计算模型与单管热负荷计算模型；

(2)在运行最低工况下进行流量压力计算；

(3)根据已有温度测点数据修正热负荷分布；

(4)在超低负荷参数下进行水动力安全性校核。

所述的超低负荷下电站锅炉水冷壁水动力安全性的评估方法，步骤(1)中所述的螺旋管圈水冷壁流量压力节点的等效支路法计算模型，是将一条水冷壁回路等效为多条支路，等效支路的折算阻力系数计算方法如式(2-1)至式(2-3)：

K_c＝∑K_i (2-2)

式中：G为该管路总流量，单位：kg/s；

G_i为等效支路流量，单位：kg/s；

K_b为并联管路的总折算阻力系数；

K_c为串联管路的总折算阻力系数；

K_dx为等效流量下的折算阻力系数。