大型循环流化床锅炉外置式换热器关键技术研究

外置式换热器对于大型循环流化床锅炉的高效运行有重要意义。为全面掌握CFB锅炉外置式换热器运行特性，消除现阶段制约超超临界CFB锅炉外置式换热器管屏壁温偏差问题，系统总结了外置式换热器的研究现状和关键技术研究进展，并介绍了超超临界循环流化床锅炉外置式换热器的设计方案。研究发现，600MW超临界CFB锅炉外置式换热器壁温偏差十分明显，壁温分布呈现马鞍形分布（中心区域管屏壁温高，边壁区域管屏壁温低），这是由气泡不均匀性分布决定。外置式换热器内传热系数与受热面布置的空间位置密切相关，外置式换热器流化风速U_g=0.4m/s时，床中央至x/X_w≈0.6处传热系数基本一致，而靠近壁面区域，传热系数显著降低，边壁流动区占床面宽度的25%～30%。将管束远离边壁区布置可以改善传热系数空间分布的不均匀性，传热系数极值偏差从15%降至6%。660MW超超临界CFB锅炉外置式换热器的设计计算表明，外置式换热器布置高温再热器受热面时，高温再热器管子中径壁温与汽温差可达到58℃，显著制约外置式换热器的安全运行。因此，在660MW超超临界CFB锅炉的外置式换热器中全部布置汽温相对较低的中温过热器，受热面采用TP347H和TP347HFG材料即可满足要求，仍可保证一定的余量。将外置式换热器管排布置选择与灰流动的方向平行的方式，同时为消除边壁流造成的局部换热不均问题，设计时考虑避免管屏布置在边壁区内，管屏距离边壁的距离应由传统设计的250mm增至500mm以上，可改善外置式换热器内的气固流动及传热行为，以减小颗粒侧传热偏差。该设计在保证外置式换热器安全运行的同时，还可有效调控炉膛温度和蒸汽温度。

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