倪晓滨,周克毅,徐青蓝

(东南大学 能源与环境学院，南京 210096)

近年来，为了大力推进能源结构清洁化改革，新能源发电发展加快，而火电发展放缓。但新能源发电具有随机性、间歇性、不稳定性等特点[1]，其占比增加到一定程度后，必然给电网带来更大的调峰压力，现有火电机组需要充分挖掘系统调峰能力，着力增强系统灵活性、适应性[2]，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是制约火电机组灵活性提升的重要因素[3-5]，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%最大连续蒸发量(BMCR)工况正常运行，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[6-7]。目前，已有的研究多针对垂直管圈水冷壁锅炉[8-12]，且对30%BMCR工况以下的研究较少。笔者以某650 MW超临界螺旋管圈水冷壁锅炉为例，建立了水冷壁螺旋管圈单管热负荷计算模型与螺旋管圈水冷壁流量与压力节点的等效回路法计算模型，计算了低负荷下水冷壁的水动力特性，对30% BMCR工况下的水动力安全性进行评估，为同类型锅炉适应深度调峰运行可行性分析提供依据。

1 计算模型

该锅炉为650 MW一次中间再热、超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的本生直流锅炉，炉膛水冷壁均为光管，燃烧器采用前后墙对冲燃烧方式。

图1为水冷壁流程(φ559×95表示外径为559 mm、壁厚为95 mm的管子，同其他处标注)，下部水冷壁为螺旋管圈(共436根)，经中间集箱汇合后垂直上升进入上集箱，再分别通过折焰角、水平烟道包墙与连接管进入4个分离器。……