600MW機組鍋爐本體設(shè)備.ppt

鍋爐本體設(shè)備 設(shè)備部鍋爐室裴宏2009年02月 第一節(jié)600MW機組鍋爐的類型和發(fā)展概況 第二節(jié)600MW控制循環(huán)鍋爐 第三節(jié)600MW自然循環(huán)鍋爐 第四節(jié)600MW超臨界壓力直流鍋爐 第一章鍋爐整體設(shè)備介紹 第一節(jié)600MW機組鍋爐的類型和發(fā)展概況 600MW級燃煤機組是世界多數(shù)工業(yè)發(fā)達國家重點發(fā)展的火電主力機組 在一些國家火力發(fā)電機組標準系列中是一個重要的級別 這一容量等級的機組也是目前我國火電建設(shè)中將要大力發(fā)展的系列之一 從1985年我國第一臺引進的600MW火力發(fā)電機組在元寶山電廠投運開始 我國進入了發(fā)展600MW火電機組的年代 在這些機組中 大部分是引進的 具有一定先進水平的大型火力發(fā)電機組 一 600MW機組鍋爐的類型和特性 表1 1 1列出2000年我國已投運的或在建的幾臺600MW級鍋爐的主要設(shè)計特性 從表1 1 1可以看出 這些600MW級鍋爐基本上是從國外引進或用引進技術(shù)進行制造的 它的設(shè)備或技術(shù)基本引進于美國燃燒工程公司 CE 拔柏葛公司 B W 及福斯特 惠勒公司 FW 許多國家的鍋爐設(shè)計也都在不同程度上承襲了上述三公司的設(shè)計特點 鍋爐蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)的流動方式主要有自然循環(huán) 控制循環(huán) 直流爐及直流復(fù)合循環(huán)四種 直流爐適合于超臨界壓力及亞臨界壓力參數(shù) 自然循環(huán)及控制循環(huán)只適宜于亞臨界壓力參數(shù) 國內(nèi)目前600MW級鍋爐主要有自然循環(huán) 控制循環(huán)和直流爐三種型式 1 鍋爐蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)的流動方式 1 自然循環(huán)汽包爐 2 控制循環(huán)鍋爐 3 直流鍋爐 自然循環(huán)汽包爐的主要特點是流動方式簡單 運行可靠 在以往的電站鍋爐中采用自然循環(huán)鍋爐是相當普遍的 拔柏葛公司根據(jù)其在亞臨界壓力直流爐上為防止膜態(tài)沸騰而采用內(nèi)螺紋管的經(jīng)驗 在自然循環(huán)汽包爐上亦加用內(nèi)螺紋管 以保證循環(huán)可靠 使其成為保證爐膛水冷壁達到充分冷卻的最簡單 有效及可靠的方法 自然循環(huán)主要依靠下降管內(nèi)水的平均密度與水冷壁內(nèi)汽水混合物的平均密度之差而進行的 由于它們的密度差造成一定的流動壓頭 從而使蒸發(fā)受熱面內(nèi)工 1 自然循環(huán)汽包爐 質(zhì)達到往復(fù)循環(huán) 另外 由于自然循環(huán)鍋爐具有能適應(yīng)爐膛內(nèi)吸收熱量變化而進行自調(diào)節(jié)的優(yōu)點 因此吸收熱量最多的管子通過的水量也最多 可防止傳熱不均勻現(xiàn)象的產(chǎn)生 自然循環(huán)不需用循環(huán)泵 故投資及運行費用均可減少 在爐膛高熱負荷區(qū)域為使管子得到充分冷卻并維持核態(tài)沸騰 需要一定的質(zhì)量流速 而這種流速隨著汽包運行壓力的升高而增加 控制循環(huán)鍋爐是美國燃燒工程公司 CE 的專利 我國哈爾濱鍋爐廠和上海鍋爐廠也引進此種鍋爐的制造技術(shù) 第一 二臺600MW級的控制循環(huán)鍋爐已在安徽平圩電廠投運 由于引進CE的制造技術(shù) 以后會在國內(nèi)不少電廠安裝這種類型600MW級的鍋爐 控制循環(huán)鍋爐的主要特點是在鍋爐循環(huán)回路的下降管和上升管之間加裝循環(huán)泵以提高循環(huán)回路的流動壓頭 因此汽包及上升管 下降管可采用較小的直徑 但是加裝輔助循環(huán)泵 運行時需消耗一定的功率 一般情況下循環(huán)泵消耗功率相當于鍋爐功率的0 3 0 4 2 控制循環(huán)鍋爐 直流鍋爐也是大容量鍋爐發(fā)展方向之一 特別是采用超臨界參數(shù)的鍋爐 直流鍋爐是唯一能采用的鍋爐型式 本生型直流鍋爐發(fā)源于德國 早期本生型鍋爐的爐膛蒸發(fā)受熱面管子是多次上升垂直管屏 用中間混合聯(lián)箱與不受熱的下降管互相串聯(lián) 通用壓力型鍋爐 UP爐 是拔柏葛公司在本生爐基礎(chǔ)上加以改進的一種爐型 所謂通用壓力型鍋爐是指無論亞臨界或超臨界參數(shù) 均可采用的爐型 對于UP爐來說一般用于大型超臨界壓力直流爐 以確保水冷壁管內(nèi)的質(zhì)量流速 3 直流鍋爐 二 國外大型機組鍋爐的技術(shù)經(jīng)濟指標及發(fā)展方向 一 技術(shù)經(jīng)濟指標1 機組的可靠性2 機組運行經(jīng)濟性3 負荷適應(yīng)性 二 電站鍋爐技術(shù)發(fā)展動向 1 超臨界壓力機組的設(shè)計2 發(fā)展變壓運行機組 提高負荷適應(yīng)性3 爐內(nèi)燃燒方面 第二節(jié)600MW控制循環(huán)鍋爐 一 北侖電廠600MW控制循環(huán)鍋爐的總體介紹及設(shè)計特點 北侖電廠第一臺600MW機組的鍋爐由美國燃燒工程公司 CE 設(shè)計制造 其型式為亞臨界壓力 一次中間再熱 控制循環(huán)單汽包鍋爐 采用平衡通風 直流式四角切向燃燒系統(tǒng) 設(shè)計燃料為山西晉北煙煤 表1 1 2鍋爐主要設(shè)計參數(shù) 一 鍋爐主要設(shè)計參數(shù) 鍋爐主要設(shè)計參數(shù)見表1 1 2 二 鍋爐的整體布置 鍋爐的本體示意圖1 1 1 鍋爐的布置呈倒 U 形 在標高為36 7m層以上為全露天 從煤倉間到除塵器進口共設(shè)有10根立柱 緊靠除氧跨的是煤倉間 煤倉間布置有6只原煤倉 標高17m層平臺上布置6臺美國STOCK公司生產(chǎn)的電子稱量式給煤機 2臺送風機和2臺一次風機沿爐膛中心線對稱布置 靜電除塵器為4個通道5個電場 有2臺導葉調(diào)節(jié)的離心式引風機 CE公司設(shè)計和制造的北侖電廠1號鍋爐 其鍋水循環(huán)是利用安裝在下降母管管路中的3臺鍋水循環(huán)泵來進行的 為確保各水循環(huán)回路出口含汽率均一 在水冷壁的下集箱 水包 內(nèi)的每根水冷壁管的入口處設(shè)置了孔徑為6 35 31 75mm的節(jié)流孔板 來自給水母管的給水經(jīng) 三 鍋爐汽水系統(tǒng) 該鍋爐的水和飽和蒸汽的流程如圖1 1 2所示 省煤器進口聯(lián)箱1 省煤器蛇形管2 省煤器中間聯(lián)箱3 省煤器懸吊管4 省煤器出口聯(lián)箱5 省煤器出口聯(lián)接管6由汽包底部進入汽包7 并與汽包中的鍋水混合 然后經(jīng)下降母管8進入鍋水循環(huán)泵進口聯(lián)箱9 鍋水循環(huán)泵11將水從進口聯(lián)箱吸入 經(jīng)鍋水循環(huán)泵進口短管10 鍋水循環(huán)泵出口截止 逆止閥12和鍋水循環(huán)泵出口短管13進入水冷壁環(huán)形下聯(lián)箱 水包 14 17 鍋水進水冷壁下聯(lián)箱后 首先經(jīng)過孔徑為4 76mm的多孔板濾網(wǎng)進行過濾 然后經(jīng)節(jié)流孔板進入水冷壁管 在鍋爐啟動期間 部分鍋水也可從水冷壁下聯(lián)箱進入省煤器再循環(huán)管36 以確保省煤器內(nèi)水流量 以保證其安全 鍋水在水冷壁管內(nèi)進行加熱并向上流動 平行流過下列三部分管路 1 前水冷壁管18 19 2 后水冷壁管20 21 后水冷壁折焰角管22 后水冷壁懸吊管23 爐膛延伸側(cè)墻管24和水冷壁垂簾管25 3 側(cè)水冷壁管26 在水冷壁管中生成的汽水混合物 由水冷壁各出口聯(lián)箱27 31匯集后經(jīng)汽水引出管32 35引入汽包 汽水混合物在汽包中進行分離 飽和蒸汽進入過熱汽系統(tǒng) 水返回到汽包水側(cè)繼續(xù)進行循環(huán) 過熱蒸汽和再熱蒸汽系統(tǒng)流程如圖1 1 3和圖1 1 4所示 1 過熱蒸汽和再熱蒸汽系統(tǒng)布置如圖1 1 3所示 2 過熱蒸汽和再熱蒸汽系統(tǒng)流程如圖1 1 4所示 四 鍋爐主要設(shè)計特點 鍋爐結(jié)構(gòu)上的特點 1 爐膛與燃燒器 2 水冷壁循環(huán)系統(tǒng) 3 過熱器和再熱器系統(tǒng) 4 制粉系統(tǒng) 5 空氣預(yù)熱器 爐膛與燃燒器 鍋爐爐膛尺寸為寬 m 深 m 爐膛容積 m 除了爐膛上部被壁式再熱器覆蓋部分采用光管水冷壁外 爐膛四周均為 mm內(nèi)螺紋管組成的膜式水冷壁 爐膛設(shè)計壓力 Pa 最上層燃燒器標高 至屏底距離為 m 鍋爐頂棚管標高為 m 運轉(zhuǎn)層標高為 m 該鍋爐燃燒器采用CE公司的傳統(tǒng)技術(shù) 即四角切向擺動燃燒器 其特點是通過氣流的旋轉(zhuǎn)和卷吸作用 使煤粉氣流產(chǎn)生強烈混合和擴散 保證燃燒良好 另外 由于相鄰燃燒器火焰相互支持 使煤粉著火和穩(wěn)定有充分保證 燃燒器采用典型的煙煤布置方式 每角有6只煤粉噴口 6只二次風噴口 其中三只布置油槍 最上面2只為燃盡風噴口 燃燒器總高為11 665m 6只煤粉噴口分別對應(yīng)6臺HP磨煤機 煤粉燃燒器中間布置鈍體波形導流板 其作用為穩(wěn)定著火及提高對煤種的適應(yīng)性 2 水冷壁循環(huán)系統(tǒng) 該爐水冷壁基本上采用內(nèi)螺紋管組成 由鍋水循環(huán)泵提供輔助循環(huán)動力 故水循環(huán)有較好的安全性 鍋爐汽包布置在標高67 055m處 汽包內(nèi)徑為1778mm 上部壁厚198 4mm 下部壁厚166 7mm 汽包內(nèi)部裝有108個軸向旋流式分離器 汽包內(nèi)壁裝有隔套 汽水混合物從汽包上部進入 沿內(nèi)筒壁進入分離器人口 以保證汽包壁受熱均勻 汽包下部有6根大直徑下降管 引至鍋水循環(huán)泵進口聯(lián)箱 由此引出三根管進入三臺鍋水循環(huán)泵 3 過熱器和再熱器系統(tǒng) 過熱器系統(tǒng)由五部分組成 其流程是 頂棚一包覆一低溫過熱器一分隔屏一末級過熱器 爐膛上部布置分隔屏過熱器 分前后兩排 沿爐膛寬度布置 分隔屏后為高溫過熱器 呈屏式布置 高溫過熱器后為高溫再熱器 布置在折焰角上方 高溫再熱器后為中溫再熱器 布置在折焰角后方的水平煙道內(nèi) 水平式低溫過熱器位于尾部煙道 布置在省煤器的上部 分上下兩層布置 尾部煙道包墻和頂棚過熱器由尾部煙道側(cè)墻 前墻 后墻及頂棚管組成 再熱器系統(tǒng)由壁式輻射再熱器和中溫再熱器及高溫再熱器三部分組成 中溫再熱器和高溫再熱器布置在折焰角上部及水平煙道內(nèi) 屬于對流式受熱面 這兩級再熱器為串聯(lián)布置 與煙氣成逆流 吸熱量較大 為減少熱偏差 采用中溫再熱器與高溫再熱器內(nèi)外管圈交叉 爐外連接變管徑 使其流量均勻 壁溫平穩(wěn) 過熱蒸汽采用一級噴水調(diào)節(jié)汽溫 減溫器布置在低溫過熱器與分隔屏之間 再熱器采用部分放在爐膛內(nèi)吸收輻射熱 對改善汽溫特性有較好的效果 使得在不同負荷下 均能保持較為穩(wěn)定的汽溫特性 4 制粉系統(tǒng) 該爐采用典型的正壓直吹式制粉系統(tǒng) 共配置6臺HP 983型碗式中速磨 在燃燒設(shè)計煤種正常運行時5臺磨即可帶MCR負荷 一臺備用 每臺磨配一臺全鋼結(jié)構(gòu)原煤斗 每只煤斗儲煤量為532t 可以滿足鍋爐MCR負荷連續(xù)運行10h的要求 采用6臺微機控制的重力式電子稱量給煤機 每臺出力14 70t 磨煤機出力為60t h 采用彈簧加載 以便在研磨表面和煤層之間產(chǎn)生需要的研磨出力 石子煤通過磨煤機下部排出口排人石子煤斗 上部裝有離心分離器 調(diào)節(jié)導向葉片角度可以改變煤粉細度 5 空氣預(yù)熱器 該爐的空氣預(yù)熱器由美國CE公司設(shè)計 上海鍋爐廠制造 為三分倉容克式預(yù)熱器 布置在省煤器出口煙道內(nèi) 為防止空氣和煙氣之間泄漏 設(shè)計了徑向密封 周向密封及轉(zhuǎn)子密封系統(tǒng) 針對預(yù)熱器不同部位的漏風間隙 采用了相應(yīng)的密封片和密封板調(diào)節(jié)堵漏 由于機組在不同負荷下空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形不同 因此設(shè)計了采用微機控制可以自動調(diào)節(jié)的可彎曲扇形板 能保證機組在不同工況下 該扇形板可在規(guī)定間隙內(nèi)跟蹤轉(zhuǎn)子變形進行調(diào)節(jié) 從而使空氣預(yù)熱器的間隙在各種不同溫度工況下能控制在最小范圍內(nèi) 保證預(yù)熱器的漏風最小 該預(yù)熱器還設(shè)計了紅外線溫度探測儀 當預(yù)熱器轉(zhuǎn)子受熱面溫度達到482 C時或者發(fā)生積聚油垢燃燒時 該紅外線溫度探測儀能自動報警 2 鍋爐設(shè)計的特點 1 設(shè)計煤種 北侖電廠1號機組鍋爐設(shè)計燃用晉北煙煤 根據(jù)煤的結(jié)渣特性指標判別 晉北煙煤的結(jié)渣性屬中等偏強 見表1 1 3 在爐膛設(shè)計上 CE公司的設(shè)計思想基本上是按燃用美國東部煙煤的典型爐型進行設(shè)計的 爐膛呈矮胖形 爐膛設(shè)計尺寸見表1 1 4 從表中可以看出 對某一些主要尺寸的確定過于大膽 例如采用了較大的寬深比 寬深比 1 19 這個寬深比已是四角燃燒鍋爐設(shè)計中通常推薦值的上限 很少采用 特別是燃用結(jié)渣性較強的煤種 除雙爐膛鍋爐以外 單爐膛鍋爐的爐膛寬深比通常小于1 1 爐膛高度過低 與同類型的平圩電廠1號 2號爐比較 爐膛高度要低5m 最上層一次風噴口中心線至分隔屏底的距離為16 70m 比平圩電廠低1 935m 燃燒器軸線與爐墻之間的夾角 兩側(cè)墻為45 前后墻為35 由于鍋爐寬深比過大 采用了燃燒器軸線與爐墻之間較小的夾角 特別是與前后墻的夾角 爐內(nèi)燃燒器軸線相切構(gòu)成的空氣動力場幾何切圓直徑也只有1 6m 因此該爐膛的特點是高度不足 寬度有余 爐膛容積偏小 爐膛容積熱強度偏大 對燃用結(jié)渣性較強的煤種來說 這種爐型的設(shè)計是有風險的 表 爐膛設(shè)計特性數(shù)據(jù)及與同類型鍋爐比較 表1 1 5北侖電廠1號鍋爐煤質(zhì)特性與同類型鍋爐煤質(zhì)特性的比較 從表1 1 5可以看出 平圩電廠燃用的淮南煤屬不結(jié)渣煤 哈爾濱鍋爐廠在爐膛設(shè)計上選取了較低的爐膛熱強度 爐膛高度較高 石洞口二廠燃用石圪山煤屬結(jié)渣傾向嚴重的煤種 CE公司在爐膛和燃燒器的設(shè)計上都采取了相應(yīng)的措施 如選用了較低的爐膛熱強度 較高的爐膛高度 燃燒器分成三段布置 一 二次風在爐內(nèi)形成大小切圓等等 這些都有利于對結(jié)渣的控制 2 燃燒器 CE公司為鍋爐設(shè)計寬范圍型燃燒器 WRTYPE 這種燃燒器對煤種的適應(yīng)性較強 有較好的低負荷穩(wěn)燃能力 燃燒器結(jié)構(gòu)的基本特點是一次風和二次風相間布置 一次風噴口裝有三角形曲邊鈍體 煤粉在進燃燒器前的一次風管的彎頭處利用慣性力分成濃淡兩股 又用隔板導引到燃燒器噴口 這種設(shè)計一方面使氣流一出噴口就形成一高溫回流區(qū) 另方面又有高的煤粉濃度和較強烈的擾動 從而具有良好的穩(wěn)燃能力 一次風噴口外圈是燃料風 周界風 通道 燃料風與一次風呈 每組燃燒器共有 只噴口 除 只一次風噴嘴外 最上兩層為燃盡風 其目的是實現(xiàn)兩級燃燒 降低氮氧化物 NO 生成和排放 3 過熱器由頂棚和包覆過熱器 水平及立式低溫過熱器 分隔屏過熱器和末級過熱器 屏式 等四部分組成 采用了一級噴水減溫及擺動燃燒器相結(jié)合的調(diào)溫方式 減溫器后的分隔屏過熱器和末級過熱器全部布置在爐膛上部 直接吸收爐內(nèi)火焰的輻射熱量 因此過熱器特性較好 末級過熱器的高溫段管材大部分采用了耐高溫的TP304H和TP347H奧氏體不銹鋼 過熱器的受熱面積總計為14831m 與同類型的平圩電廠鍋爐相比 這部分受熱面減少了719m 4 再熱器由壁式再熱器 中溫再熱器和高溫再熱器等三部分組成 壁式再熱器布置在前墻 約占前墻水冷壁面積的30 中溫再熱器和高溫再熱器之間不設(shè)聯(lián)箱 也不交叉 而采用中溫再熱器與高溫再熱器內(nèi)外管圈交叉 爐外連接變管徑 使其各管流量分配合理 另外在管屏數(shù)量上和管屏長度上有差別 中溫再熱器為76屏 到高溫再熱器合并為38屏 高溫再熱器布置在爐膛出口 吸收部分爐內(nèi)火焰的輻射放熱 與一般鍋爐相比較 再熱器的特點是設(shè)計了輻射式再熱器 對流再熱器呈逆流布置 末級再熱器也吸收部分爐內(nèi)輻射熱 這一特點使再熱器的受熱面積大為減少 末級再熱器的高溫部分采用了TP304不銹鋼 5 鍋爐的汽水系統(tǒng)采用強制循環(huán)方式 配有3臺英國泰勒公司生產(chǎn)的無填料鼠籠濕式感應(yīng)電動機單級離心泵作為循環(huán)動力 循環(huán)倍率為2 0左右 與同容量的自然循環(huán)鍋爐相比 其循環(huán)倍率約低1 0 汽包采用了上厚下薄的不等壁厚簡體 內(nèi)設(shè)汽水混合物導流夾層 這與一般汽包相比 這種汽包結(jié)構(gòu)在鍋爐啟動和變負荷運行中 汽包上下壁溫均勻 這極大地改善了汽包壁的溫度分布特性 為快速啟動創(chuàng)造了條件 與自然循環(huán)鍋爐相比 這種型式鍋爐具有汽包容積較小 水冷壁管徑小 循環(huán)系統(tǒng)重量輕 循環(huán)倍率低 水動力安全可靠 啟動和停爐速度快 調(diào)峰運行的適應(yīng)能力強等優(yōu)點 6 對承壓部件采取了更完善的保護 除汽包 主蒸汽管和再熱蒸汽熱段管道上裝有彈簧式安全閥以外 在主蒸汽管道上設(shè)置有電磁泄壓閥 該閥可自動或手動開啟 另外在爐膛出口二側(cè)墻上各裝有1支煙溫測量探針 在鍋爐啟動時 由這2根鎳鉻 鎳硅熱電偶制成的煙溫探針來測量煙氣溫度 以控制啟動速度 使爐膛出口煙溫限制在538C以下 以確保再熱器的安全 當再熱器建立連續(xù)流量時 則爐膛出口煙溫探針可以退出 在爐膛上部的末級過熱器和末級再熱器管屏上裝有壁溫測點 鍋爐運行時可以隨時在CRT上調(diào)出金屬壁溫畫面 監(jiān)視壁溫數(shù)值和分布趨勢 7 采用了較先進的輔助設(shè)備 除空氣預(yù)熱器之外 磨煤機 給煤機 一次風機和送風機等不但容量大而且都具有較優(yōu)良的性能 如HP磨煤機 它是在RP磨基礎(chǔ)上改進而成的 在磨輥壽命 制粉電耗 出力和煤粉細度調(diào)節(jié)諸方面性能均優(yōu)于RP磨 還有檢修方便等優(yōu)點 給煤機安裝十分方便 原煤的電子稱量正確可靠 一次風機和送風機均為動葉可調(diào)軸流風機 和其它型式的風機相比 具有效率高 體積小優(yōu)點 特別在變工況的運行中尤為突出 8 風煙系統(tǒng)在布置 測量等方面有其優(yōu)點 如二次風采用大風箱供風 在進大風箱前設(shè)計有聯(lián)絡(luò)風道 這使得四角燃燒器二次風噴口速度比較均勻 在每根一次風管上裝有節(jié)流孔板 保證了每根一次風管內(nèi)的風速的均勻性 也為煤粉量的均勻性創(chuàng)造了條件 風量的測量裝置設(shè)計成特性不易改變 不易磨損和堵塞 具有性能穩(wěn)定 壽命長的特點 每一臺輔機前后都設(shè)計有隔離擋板 便于在機組運行中的在線檢修和保證在檢修時的人身安全 9 爐頂小室將汽包 過熱器 再熱器和省煤器的大部分爐頂聯(lián)箱和導汽管道籠罩在內(nèi) 除末級過熱器和再熱器集箱需保溫外 其它均不再需要保溫 且能使這些聯(lián)箱和管道處于內(nèi)部介質(zhì)和外壁環(huán)境在較小的溫差下工作 這使得鍋爐啟?；蜃冐摵蛇\行中對這些承壓部件的不利影響最小 而且爐頂?shù)谋匦阅芰己?10 鍋爐的全部爐墻 煙風道和蒸汽管道及燃油管道等采用了硅酸鋁纖維保溫 外側(cè)護板全部為鋁質(zhì)材料 因此其保溫性能優(yōu)良 外觀輕盈簡潔 檢修維護方便 第三節(jié)600MW自然循環(huán)鍋爐 一 北侖電廠600MW自然循環(huán)鍋爐的總體介紹 北侖電廠2號爐為加拿大Babcock Wilcox公司設(shè)計制造的亞臨界壓力 一次中間再熱 自然循環(huán) 單汽包 尾部平行分流 倒U形半露天布置鍋爐 采用平衡通風 前后墻對沖燃燒技術(shù) 鍋爐型號為RBC型 radiantboilercat01lne 一 鍋爐主要設(shè)計參數(shù) 鍋爐主要設(shè)計參數(shù)見表1 1 6 表1 1 6鍋爐設(shè)計參數(shù) 二 鍋爐的整體布置 鍋爐整體布置如圖1 1 5所示 鍋爐采用單爐膛 倒U形布置 爐膛尺寸為19 5mX17 4mX55 65m 爐膛容積14176m 采用 63 3X6 1的肋片管組成膜式水冷壁 爐膛設(shè)計壓力為 87 1X10 Pa 斷面熱負荷4967176W m 燃燒器區(qū)域熱負荷1306200W m 容積熱負荷118713W m 爐膛前后墻各布置3層雙調(diào)節(jié)燃燒器組共6排 36只燃燒器 燃燒方式為對沖燃燒 爐膛上方布置有屏式過熱器 沿煙氣流程布置了二級過熱器 懸吊式再熱器 布置在平煙道上 尾部煙道由前墻 隔墻 后墻包覆過熱器分隔為再熱器煙道和過熱器煙道 二個煙道出口均布置有省煤器及煙氣擋板 再熱汽溫是通過煙氣擋板調(diào)節(jié)控制的 在爐前67 92m標高處布置了汽包 鍋爐下聯(lián)箱標高7 625m B排燃燒器標高為21 1m F排燃燒器標高為25 975m A排燃燒器標高30 65m 折焰角標高49 45m 頂棚管束標高為63 65m 運轉(zhuǎn)層標高13 7m 鍋爐裝有30支短伸縮式吹灰器 用于爐膛吹灰 44支長伸縮式吹灰器 用于懸吊對流 過熱器和懸吊式再熱器吹灰 16支長伸縮式吹灰器用于水平對流再熱器 分隔煙道的低溫再熱器 一級過熱器及省煤器的吹灰 2支伸縮式吹灰器用于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的吹灰 爐膛出口裝有二支可伸縮式煙溫探針 以監(jiān)視啟動初期的爐膛出口煙溫 鍋爐裝有爐膛安全監(jiān)察系統(tǒng) FSSS 和協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) CCS 以對鍋爐整個生產(chǎn)過程實行保護和自動控制 在爐前67 92m標高處布置了汽包 鍋爐下聯(lián)箱標高7 625m B排燃燒器標高為21 1m F排燃燒器標高為25 975m A排燃燒器標高30 65m 折焰角標高49 45m 頂棚管束標高為63 65m 運轉(zhuǎn)層標高13 7m 鍋爐裝有30支短伸縮式吹灰器 用于爐膛吹灰 44支長伸縮式吹灰器 用于懸吊對流 過熱器和懸吊式再熱器吹灰 16支長伸縮式吹灰器用于水平對流再熱器 分隔煙道的低溫再熱器 一級過熱器及省煤器的吹灰 2支伸縮式吹灰器用于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的吹灰 爐膛出口裝有二支可伸縮式煙溫探針 以監(jiān)視啟動初期的爐膛出口煙溫 鍋爐裝有爐膛安全監(jiān)察系統(tǒng) FSSS 和協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) CCS 以對鍋爐整個生產(chǎn)過程實行保護和自動控制 鍋爐配有二臺三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 兩臺可調(diào)動葉軸流式送風機和一次風機 兩臺離心式引風機 兩臺離心式密封風機 三臺離心式掃描冷卻風機 一臺爐頂披屋離心增壓風機 制粉系統(tǒng)為直吹式正壓系統(tǒng) 六臺給煤機和六臺磨煤機各自組成獨立的系統(tǒng) 一臺磨煤機供粉至一排六只燃燒器 電氣除塵器為四通道五電場靜電式除塵器 除塵效率為99 7 煙囪標高為240m 除灰除渣系統(tǒng)采用UCC公司設(shè)計的干濕灰分除系統(tǒng) 干灰粗細分排分貯 在干灰無利用時 也可隨濕灰系統(tǒng)一同經(jīng)灰渣泵排人灰場 圖1 1 5北侖電廠2027t h鍋爐總體布置示意圖 三 汽水系統(tǒng) 本鍋爐系自然循環(huán)鍋爐 循環(huán)倍率2 98 最大連續(xù)蒸發(fā)量 MCR 為2027t h 鍋爐的給水流程及水循環(huán)流程為 給水 省煤器進口電動隔離閥及逆止閥 省煤器進口聯(lián)箱 省煤器受熱面 省煤器出口聯(lián)箱 兩根導管 汽包兩端 沿汽包長度的兩根多孔管進入汽包內(nèi)部 汽包 四根下降管 下聯(lián)箱 共22只 其中前后墻各6只 左右側(cè)墻各5只 水冷壁 上聯(lián)箱 導汽管 汽包 過熱器的蒸汽流程如圖1 1 6所示 過熱器主要由以下5部分組成 如圖1 1 7和圖1 1 8 1 頂棚過熱器和水平煙道包覆過熱器 2 尾部煙道頂棚和包覆過熱器 3 一級過熱器 1段 即水平低溫過熱器和懸吊低溫過熱器 4 一級過熱器 段 即屏式過熱器 5 二級過熱器 即高溫過熱器或末級過熱器 一級過熱器 1段 即水平低溫過熱器和懸吊低溫過熱器 位于尾部煙道的過熱器側(cè)煙道內(nèi) 它由三組水平管束和一組懸吊管束組成 一級過熱器 1段 有二個進口聯(lián)箱 即后煙道隔墻中間聯(lián)箱和后煙道后墻中間聯(lián)箱 和一個出口聯(lián)箱 從出口聯(lián)箱兩端引出兩根管子到減溫器lA和lB 一級過熱器 1段 水平管束為逆流布置 一級過熱器 段 即為屏式過熱器 位于爐膛正上方 屏式過熱器設(shè)計成交叉的馬蹄形 這樣可減少管子長度差 從而減小各管吸熱不均及減小溫度不平衡 二級減溫器2A和2B裝在一級過熱器 段 出口聯(lián)箱后的導管上 二級過熱器即末級過熱器 或稱高溫過熱器 布置在折焰角上方煙道中 界于屏式過熱器與再熱器之間 二級過熱器由一組進口管束和一組出口管束組成 二級過熱器為順流布置 圖1 1 7 圖1 1 8 四 燃燒系統(tǒng) 北侖電廠2號爐采用平衡通風 前后墻對沖燃燒技術(shù) 整個爐膛處于負壓狀態(tài) 燃燒系統(tǒng)包括制粉系統(tǒng) 風系統(tǒng) 燃燒器設(shè)備和煙氣系統(tǒng) 1 制粉系統(tǒng) 制粉系統(tǒng)設(shè)備包括給煤機 磨煤機 密封風機 磨煤機潤滑油系統(tǒng)及惰化處理的滅火系統(tǒng)等 2 風系統(tǒng) 風系統(tǒng)包括二次風系統(tǒng) 一次風系統(tǒng) 掃描冷卻風系統(tǒng)和爐頂密封風系統(tǒng) 一 二次風及密封風系統(tǒng)如圖1 1 9所示 圖1 1 9 1 二次風系統(tǒng) 是從鍋爐吹掃至任何一組制粉系統(tǒng)投運正常 煤粉著火穩(wěn)定 且二次風溫度達到204 以前 送風機控制系統(tǒng)根據(jù)鍋爐完全燃燒要求 通過調(diào)節(jié)兩臺送風機動葉開度 控制二次風流量 以后送風機控制系統(tǒng)切換為二次熱風壓力控制 二次熱風壓力的設(shè)定值根據(jù)鍋爐負荷及燃燒要求設(shè)定 二次風擋板控制有三種方式 在鍋爐吹掃及點火初期 所有的二次風控制擋板處于吹掃 點火控制方式 根據(jù)鍋爐吹掃點火需要進行控制 在鍋爐點火后且二次熱風溫度超過149 時備用燃燒器的二次風擋板控制切換為燃燒器冷卻控制方式 當二次熱風溫度 204 時 對應(yīng)于投粉運行的燃燒器二次風控制擋板切換為二次風量控制 二次風是提供煤粉及油燃燒所需的助燃空氣 它由送風機來提供的 送風機的風量及二次風控制擋板的控制原則如下 2 一次風系統(tǒng) 一次風主要用于磨煤機中煤粉干燥以及磨煤機 一次風管的煤粉輸送 磨煤機一次風量調(diào)節(jié)擋板根據(jù)給煤量控制進入磨煤機的一次風量 磨煤機出口煤粉 空氣混合物溫度由磨煤機一次冷 熱風調(diào)節(jié)擋板來控制 一次風機控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)兩臺一次風機動葉 開度 控制一次風母管的壓力 滿足煤粉輸送要求 機組正常運行期間 一次風母管壓力在8 0kPa左右 另外 兩臺密封風機的吸人口接在一次冷風母管上 3 掃描 火險 冷卻風系統(tǒng) 掃描冷卻風系統(tǒng)配備兩臺100 容量的交流掃描冷卻風機和一臺100 容量的直流掃描冷卻風機 向爐膛火焰攝像頭 4個 和燃燒器火焰 36個油槍火焰檢測和36個煤粉燃燒器的火焰檢測 提供冷卻吹掃空氣 防止這些部件因溫度過高而燒壞 保證這些探測部件清潔 使它們能正確地監(jiān)視爐膛火焰情況 3 煙氣系統(tǒng) 爐內(nèi)煙氣由爐膛出口經(jīng)一級過熱器 段 即屏式過熱器 二級過熱器 高溫過熱器 懸吊式再熱器 高溫再熱器 后分別進入水平式再熱器 分隔煙道內(nèi)低溫再熱器 和一級過熱器I段 分隔煙道內(nèi)低溫過熱器 分隔煙道兩側(cè)省煤器 煙氣擋板 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的人口煙氣擋板 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 預(yù)熱器出口的煙氣擋板 進入靜電除塵器 引風機入口擋板 引風機 引風機出口擋板 煙氣脫硫裝置 煙囪 過熱器 再熱器煙道調(diào)節(jié)擋板用于再熱汽溫調(diào)節(jié) 調(diào)整過熱器 再熱器煙道調(diào)節(jié)擋板開度 可以改變尾部煙道流經(jīng)再熱器管屏和過熱器管屏的煙氣流量分配比例 從而調(diào)節(jié)再熱汽溫在要求范圍內(nèi) 在風 煙系統(tǒng)中空氣預(yù)熱器進出口處設(shè)有連通風 煙 道 其作用是 在機組低負荷運行階段 允許送風機 一次風機 空氣預(yù)熱器進行不同方式組合 增加機組運行的靈活性 連通風 煙 道可以消除由于風機出力不均或兩臺空氣預(yù)熱器風 煙 側(cè)壓損不均勻引起的兩側(cè)風 煙 壓力不平衡 4 燃燒器布置 該鍋爐采用6臺MPS 89中速磨煤機 每臺磨有6根煤粉出口管 一次風管 輸送煤粉到6個煤粉燃燒器 同一臺磨對應(yīng)的6個燃燒器布置在同一水平層上 共用一個二次風箱 燃燒器為前后墻布置 前墻三層 后墻三層 每層為 6個煤粉燃燒器 有6個獨立的二次風箱 36個煤粉燃燒器 其中包括36支油槍 每一煤粉燃燒器配置一支油槍 煤粉燃燒器采用雙調(diào)節(jié)旋流式燃燒器 雙調(diào)節(jié)燃燒器根據(jù)二次風氣流旋轉(zhuǎn)方向 可分為 順時針旋轉(zhuǎn)和逆時針旋轉(zhuǎn)兩種 同一層6個燃燒器中 三個順時針旋轉(zhuǎn) 三個逆時針旋轉(zhuǎn) 二 鄒縣電廠2020t h亞臨界壓力自然循環(huán)鍋爐 鄒縣電廠三期工程2020t h亞臨界壓力 中間再熱 自然循環(huán) 燃煤單汽包爐 是由美國福斯特 惠勒能源公司 FW 設(shè)計制造的 鍋爐設(shè)計燃用兗州礦區(qū)濟寧2號煙煤 鍋爐主要性能保證如下 1 在燃用設(shè)計煤種或校核煤種 在鍋爐MCR工況下 鍋爐主蒸汽流量為2020t h NOX的排放量不大于258X10 9g J 2 在汽輪機額定負荷 600MW 下 鍋爐主蒸汽流量為1810t h 鍋爐效率為92 55 商業(yè)運行初期 空氣預(yù)熱器漏風率為8 0 運行一年后為10 省煤器入口至汽機主汽門入口的壓降 不計靜壓頭 1 7MPa 高壓缸出口至中壓聯(lián)合汽門入口的壓降 不計靜壓頭 0 35MPa 廠用電耗 4臺磨煤機 2臺送風機 2臺吸風機 2臺一次風機 為9950kW 3 鍋爐不投油的最低穩(wěn)定運行負荷為30 MCR 運行中的磨煤機出力大于40 的磨煤機額定出力 4 負荷從50 至100 工況下 主蒸汽 再熱蒸汽溫度為538 5 C 5 每臺磨煤機在給煤粒度不大于30mm的情況下 燃用設(shè)計煤種 其出力不小于68 0t h 煤粉細度為71 的煤粉通過200目U S篩子 燃用校核煤種時 出力為65 5t h 一 鍋爐及其系統(tǒng)概述 鍋爐為單汽包 單爐膛 一次再熱 亞臨界壓力自然循環(huán)煤粉鍋爐 平衡通風 爐本體為懸吊式結(jié)構(gòu) 鍋爐包括爐膛水冷壁 分隔屏過熱器 初級和末級過熱器 省煤器及對流傳熱的再熱器 過熱蒸汽溫度是靠噴水減溫來調(diào)節(jié)的 共設(shè)兩級噴水減溫器 一級噴水減溫器布置在初級過熱器 布置分隔煙道中 出口至分隔屏過熱器人口的兩條聯(lián)絡(luò)管上 二級噴水減溫器布置在分隔屏過熱器出口至末級過熱器人口的兩個噴水聯(lián)箱上 再熱器單級布置 對流傳熱 與初級過熱器并列布置在HRA區(qū)域的兩個通道內(nèi) 再熱器布置在旁路煙道 后部煙道前側(cè) 鍋爐整體圖如圖1 1 10所示 1 省煤器入口集箱 2 低溫過熱器入口集箱 3 再熱器入口集箱 4 省煤器 5 再熱器低溫段 6 低溫過熱器 7 低溫過熱器出口集箱 8 再熱器高溫段 9 末級過熱器 10 分隔屏 11 汽包 鍋爐三大系統(tǒng)概述 1 鍋爐汽水系統(tǒng) 2 鍋爐燃燒系統(tǒng) 3 燃燒器及燃油系統(tǒng) 該鍋爐汽包在MCR下 運行壓力為19 4MPa 其設(shè)計壓力20 4MPa 省煤器入口聯(lián)箱與下降管之間設(shè)有再循環(huán)管 1 2 3 4 汽包上設(shè)有安全閥六只 末級過熱器出口聯(lián)箱上設(shè)有安全閥二只 總排汽量略大于鍋爐MCR的蒸發(fā)量 蒸汽溫度調(diào)節(jié)方式 過熱蒸汽采用噴水減溫系統(tǒng) 再熱汽溫是利用省煤器出口煙氣擋板來調(diào)整最終再熱器的出口溫度 再熱器另設(shè)事故噴水減溫器 汽機旁路系統(tǒng) 采用高 低壓二級串聯(lián)旁路系統(tǒng) 鍋爐疏水排污系統(tǒng) 鍋爐疏水系統(tǒng)主要用于收集鍋爐水冷壁 過熱器 再熱器 省煤器和其它熱力設(shè)備的疏水 5 輔助蒸汽系統(tǒng) 輔助蒸汽系統(tǒng)包括一個高壓 二個低壓輔助蒸汽聯(lián)箱 6 1 鍋爐汽水系統(tǒng) 1 鍋爐一次風系統(tǒng)和制粉系統(tǒng) 2 二次風系統(tǒng)和煙氣系統(tǒng) 2 鍋爐燃燒系統(tǒng) 1 鍋爐一次風系統(tǒng)和制粉系統(tǒng) 制粉系統(tǒng)為正壓直吹式 冷一次風機系統(tǒng) 其特點是 磨煤機和送粉所需的熱風 調(diào)溫風 壓力冷風 磨煤機和給煤機的密封風 磨煤機 燃燒器 的 輔助風 一次風系統(tǒng)供給 不單獨設(shè)置密封風機 磨煤機和給煤機的密封風取自調(diào)溫風 壓力冷風 管 一次風管設(shè)有 輔助風 鍋爐一次風系統(tǒng)及制粉系統(tǒng)的設(shè)備包括 D 10 D型雙進雙出筒式球磨機共6臺 爐 每臺磨煤機的額定出力為68t h 設(shè)計煤種 1904AZ 1122 0型一次風機共兩臺 爐 MCR時的設(shè)計流量為316800kg h 32 5 VI 52型三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器兩臺 轉(zhuǎn)子外徑設(shè)計14262mm 蓄熱元件分兩層布置 EG24型電子稱重式給煤機共12臺 爐 給煤機入口管直徑為610mm 出口落煤管為4476XlOmm 其上設(shè)有電動煤閘門 電機功率2 73kW 1 鍋爐風煙系統(tǒng)按平衡通風設(shè)計 系統(tǒng)的平衡點 或零壓力點 發(fā)生在爐膛中 因此 所有燃燒空氣側(cè)的系統(tǒng)部件設(shè)計正壓運行 煙氣側(cè)所有部件設(shè)計負壓運行 2 二次風系統(tǒng)和煙氣系統(tǒng) 2 二次風系統(tǒng)供給燃燒所需的空氣 設(shè)有2臺50 容量的動葉可調(diào)軸流式送風機 為使兩臺風機出口風壓平衡 在出口風門后設(shè)有聯(lián)絡(luò)風管 在進空氣預(yù)熱器前的二次風道上設(shè)有暖風器 當環(huán)境溫度較低時 可投暖風器 以提高進入空氣預(yù)熱器的空氣溫度 從而防止空氣預(yù)熱器冷端積灰和腐蝕 3 煙氣系統(tǒng)是將爐膛中的煙氣抽出 經(jīng)尾部受熱面 空氣預(yù)熱器 除塵器和煙囪排向大氣 煙風系統(tǒng)的主要設(shè)備包括 FAF28 12 5 1型動葉可調(diào)軸流送風機2臺 爐 MCR時的設(shè)計流量為1003000kg h 凈壓頭為2141Pa 暖風器裝于每臺送風機出口的風道上 在一個公用的框架中裝有兩種型式的蒸汽管圈 32 5 VI 52型三分倉容克式空氣預(yù)熱器共2臺 2FAA 4X45M 4X76 135型雙室四電場電除塵器 SAF37 5 19 1型動葉可調(diào)軸流式引風機2臺 爐 3 燃燒器及燃油系統(tǒng) 燃燒器為前 后墻對沖布置 油系統(tǒng)有兩臺卸油泵 兩臺1000m3的儲油罐和三臺供油泵 鍋爐點火系統(tǒng)為二級點火 即電火花點柴油 柴油點燃煤粉 煤粉燃燒器的內(nèi) 外套以及外套噴口處都裝有熱電偶 在爐膛側(cè)墻上部裝有兩只伸縮式熱電偶探針 Forney公司生產(chǎn)供貨的鍋爐FSSS系統(tǒng) 爐膛冷灰斗底部兩側(cè)水冷壁處各設(shè)有大型人孔門 2臺100 容量的三次風機 二 鄒縣電廠2020t h鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)的主要技術(shù)特點 1 鍋爐的預(yù)期壽命在30年以上 鍋爐和附屬設(shè)備按變壓運行和5 OP 超壓 運行設(shè)計 以帶基本負荷為主并適應(yīng)調(diào)峰調(diào)頻的要求 2 爐膛容積熱負荷 357 7X103kJ m3 h 爐膛最大斷面熱負荷 15 9X106kJ m2 h 爐膛出口最高煙氣溫度 1100 3 鍋爐最大負荷階躍變化 在50 MCR以上時 每分鐘可增減10 MCR負荷 當滑壓運行期間 增減負荷率為3 MCR rain 定壓運行時 負荷在30 一60 MCR間 瞬間階躍增減負荷為10 MCR 負荷變化率為5 MCR min 4 燃用0號柴油 系統(tǒng)和油槍的設(shè)計可帶30 MCR負荷 鍋爐最低穩(wěn)燃負荷 不投油 投自動 為30 MCR 5 鍋爐依靠重力疏水完畢的總時間不超過1h 6 燃燒任一煤種時 NOx最大排放率不大于0 258kg 106kJ 設(shè)計值為0 215kg 106kj 7 爐膛水冷壁 在高熱負荷區(qū)的前后和側(cè)水冷壁管采用內(nèi)螺紋管焊接膜式壁結(jié)構(gòu) 保證各種負荷下不產(chǎn)生膜態(tài)沸騰 8 每只燃燒器有操作方便的雙二次風調(diào)節(jié)裝置 以保證燃燒器間風粉配比均勻 爐膛出口煙溫和氣流的均勻分布 油燃燒器采用空氣霧化噴嘴 若供氣氣源故障時 氣動控制器可使油槍回縮 9 由于設(shè)計煤種 校核煤種灰分中SiO2的含量較高 為防止鍋爐受熱面磨損嚴重 對流受熱面的設(shè)計中采用較低煙速通過 11 鍋爐爐膛上部布置五片分隔屏過熱器 過熱器整體呈輻射 對流傳熱布置 10 為防止下爐膛結(jié)渣 爐膛下部設(shè)計有周界風系統(tǒng) 布置在下部燃燒器下面和灰斗轉(zhuǎn)折處上邊 靠近側(cè)水冷壁 12 鍋爐設(shè)置了膨脹中心 可以進行精確的熱位移計算 作為膨脹補償 間隙預(yù)留和管系應(yīng)力分析的依據(jù) 13 給煤系統(tǒng)中六只鋼制圓形煤倉 每只圓形煤倉下分兩只小煤斗 在到給煤機的落煤管上裝有超聲波斷煤監(jiān)測裝置 14 煤粉 空氣管道采用碳鋼制作 采用大彎曲半徑的彎頭 并內(nèi)襯有特別耐磨的陶瓷 并順氣流方向有3m以上長的耐磨段 耐磨段裝設(shè)有機械接頭 煤粉管道采用套筒補償器和柔性接頭 16 本爐除汽包 過熱器出口及再熱器進出口均裝有彈簧安全閥外 在過熱器出口處還裝有一只壓力控制閥 PCV 15 TP 500型伸縮式爐膛溫度探針設(shè)有空氣冷卻管 四個噴嘴在探針管前端呈180 對稱分布 縱向相距300mm 帶45 后傾角 17 鍋爐構(gòu)架全部按露天布置的要求設(shè)計 其構(gòu)架采用鋼結(jié)構(gòu) 共設(shè)有18層平臺 平臺上鋪設(shè)格柵 梁之間采用高強度螺栓連接 19 鍋爐在環(huán)境保護方面考慮也較齊全 例如在燃燒器底部設(shè)有空氣噴口 爐底燃燒用風 采用尖端可移動的CF SF低NO 旋流燃燒器 作為減少NO 生成的主要措施 利用濃縮池對鍋爐酸洗廢液進行處理 煙囪人口處設(shè)有煙氣自動監(jiān)測裝置 18 采用極為先進的設(shè)備控制技術(shù) Forney國際工業(yè)公司生產(chǎn)的燃燒器控制系統(tǒng)和爐膛安全系統(tǒng)適用于各種運行方式和各種負荷的要求 第四節(jié)600MW超臨界壓力直流鍋爐 石洞口第二電廠的2X600MW機組超臨界壓力直流鍋爐是由CE SULZER合作設(shè)計的 鍋爐的受壓部件和啟動系統(tǒng)由SULZER設(shè)計 爐膛燃燒系統(tǒng) 煙風系統(tǒng)及其設(shè)備由CE設(shè)計提供 一 鍋爐主要性能數(shù)據(jù) 二 鍋爐總體簡介 三 鍋爐整體布局 四 鍋爐燃燒系統(tǒng) 五 鍋爐設(shè)備的主要特點 一 鍋爐主要性能數(shù)據(jù) 1 燃料特性和灰特性 2 鍋爐主要性能數(shù)據(jù) 3 鍋爐性能保證值 1 燃料特性和灰特性 1 煤元素及工業(yè)分析 表1 1 7 表1 1 7 2 灰的特性 表1 1 8 表1 1 8 1 主要結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù) 2 鍋爐主要性能數(shù)據(jù) 2 鍋爐主要參數(shù) MCR 設(shè)計煤種 3 鍋爐主要技術(shù)經(jīng)濟指標 爐膛寬度 深度18816mm 16576mm水平煙道深度6108mm后煙井深度10528mm頂棚管標高70300mm水冷壁下集箱標高7875mm爐膛截面積311 89m2爐膛容積12113 78m3受熱面結(jié)構(gòu)尺寸 1 主要結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù) 2 鍋爐主要參數(shù) MCR 設(shè)計煤種 最大連續(xù)蒸發(fā)量 MCR 1900t h過熱器出口壓力25 4MPa過熱器出口溫度541 省煤器進 出口水溫286 315 空氣預(yù)熱器出口煙溫130 爐膛出口煙溫1235 再熱器進出口壓力4 77 4 57MPa再熱蒸汽溫度569 再熱蒸汽流量1613t h 3 鍋爐主要技術(shù)經(jīng)濟指標 鍋爐計算效率 設(shè)計煤種 92 5 省煤器出口過剩空氣20 空氣預(yù)熱器出口二次風溫321 爐膛至空氣預(yù)熱器出口煙氣壓降2 03kPa鍋爐本體汽水通道壓降水冷壁1 84MPa省煤器0 23MPa過熱器總壓降1 52MPa再熱器總壓降0 2MPa省煤器入口給水壓力29 5MPa 3 鍋爐性能保證值 最大連續(xù)蒸發(fā)量1900t h 2 鍋爐效率92 1 設(shè)計煤種 環(huán)境溫度20 濕度80 MCR 不投油 不吹灰 五磨運行 用ASME PTC4 1測量方法 主要條件 設(shè)計煤種石屹臺2 4T煤 校核煤種為晉北代表性煤 3 不投油最低穩(wěn)定負荷30 MCR 570t h 主要條件 設(shè)計煤種 二磨運行 4 再熱器進出口壓降0 21MPa MCR工況 5 空氣預(yù)熱器漏風率 性能試驗為8 一年后 10 MCR 6 電氣除塵器效率 99 MCR工況 設(shè)計煤種 二 鍋爐總體簡介 2 鍋爐的汽水流程以內(nèi)置式汽水分離器為界設(shè)計成雙流程 從冷灰斗進口一直到折焰角前的中間混合集箱為螺旋管圈 再連接至爐膛上部垂直上升的水冷壁 后引入汽水分離器 從汽水分離器出來的蒸汽引至后部流程的爐頂及后包覆系統(tǒng) 再進入前屏 后屏過熱器及高溫過熱器 1 本鍋爐為超臨界壓力一次中間再熱直流鍋爐 單爐膛 平衡通風 露天布置 鍋爐后部為 形雙流程布置 3 水冷壁為膜式水冷壁 下部水冷壁為螺旋盤繞管圈 上部水冷壁為一次垂直管屏 爐膛上布置有前屏過熱器和后屏過熱器 水平煙道依次布置有高溫再熱器和高溫過熱器 尾部煙道布置有低溫再熱器和省煤器 其下方布置兩臺容克式空氣預(yù)熱器 4 鍋爐的啟動系統(tǒng)采用擴容器式啟動系統(tǒng) 內(nèi)置式汽水分離器布置于鍋爐的前方 其進出口分別與水冷壁和爐頂過熱器相連 疏水擴容器布置在鍋爐右側(cè) 5 鍋爐的調(diào)溫方式 過熱蒸汽采用兩級噴水減溫器 再熱蒸汽采用擺動燃燒器角度調(diào)溫 并備有緊急噴水減溫器 再熱器人口 6 燃燒系統(tǒng)采用正壓直吹式制粉系統(tǒng) 在中間二次風噴口中配有重油槍和相應(yīng)的輕油點火器 7 兩臺軸流式送風機和兩臺離心式一次風機布置在預(yù)熱器的下方 分別接至空氣預(yù)熱器的二次風和一次風的入口 8 鍋爐的出灰渣采用排渣水封斗式出渣裝置 三 鍋爐整體布置 1900t h超臨界壓力直流鍋爐系中間再熱 單爐體負壓鍋爐 形布置 鍋爐整體布置如圖1 1 11所示 1900t h超臨界壓力鍋爐汽水流程圖 圖1 1 12 1 2 圖1 1 11 1 一次風機 2 送風機 3 空氣預(yù)熱器 4 省煤器 5 低溫再熱器 6 高溫過熱器 7 高溫再熱器 8 后屏過熱器 9 前屏過熱器 10 汽水分離器 11 爐膛 12 燃燒器 13 磨煤機 圖1 1 12 10 垂直水冷壁 8 螺旋形水冷壁 39 后屏過熱器 18 汽水分離器 21 爐頂管 22 24 26 包覆水冷壁 29 延伸管 35 前屏過熱器 2 省煤器 43 末級過熱器 46 低溫再熱器 50 高溫再熱器 四 鍋爐燃燒系統(tǒng) 1 燃燒系統(tǒng)流程 原煤斗 給煤機 磨煤機 氣粉混合物 一次風煤粉 空氣 一次風機 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 空氣 送風機 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 二次風 燃燒產(chǎn)生煙氣 前屏過熱器 后屏過熱器 高溫再熱器 高溫過熱器 低溫再熱器 省煤器 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 靜電除塵器 引風機 煙道 煙囪 一次風側(cè) 二次風側(cè) 2 燃燒系統(tǒng)特點 1 采用HP中速磨正壓直吹式制粉系統(tǒng) 2 分叉式煤粉燃燒器 3 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 4 靜電除塵器 圖1 1 13 2 良好的負荷適應(yīng)性 五 鍋爐設(shè)備的主要特點 1 螺旋管水冷壁 1 水冷壁管間吸熱偏差小 2 鍋爐啟動旁路系統(tǒng) 1 鍋爐啟動旁路系統(tǒng) 見右圖1 1 14 2 汽水分離器 3 水冷壁剛性梁特點 2 螺旋水冷壁荷重的傳遞 1 膨脹中心的考慮 3 蜂窩狀截面剛性梁新結(jié)構(gòu) 4 鍋爐水動力特性及熱偏差 5 鍋爐安全保護系統(tǒng)特點 第二章蒸發(fā)設(shè)備及水冷壁 第一節(jié)600MW自然循環(huán)鍋爐的蒸發(fā)設(shè)備 第二節(jié)600MW控制循環(huán)鍋爐的蒸發(fā)設(shè)備 第三節(jié)超臨界壓力鍋爐水冷壁系統(tǒng)特性 一 亞臨界壓力自然循環(huán)的基本特性 二 FWEC2020 18 1 1型自然循環(huán)鍋爐循環(huán)回路的特點 三 鄒縣電廠FWEC2020 18 1 1型自然循環(huán)鍋爐汽包結(jié)構(gòu)特點 第一節(jié)600MW自然循環(huán)鍋爐的蒸發(fā)設(shè)備 一 亞臨界壓力自然循環(huán)的基本特性 1 蒸發(fā)管內(nèi)流動結(jié)構(gòu)與傳熱惡化 2 亞臨界壓力自然循環(huán)特性 3 亞臨界壓力下采用內(nèi)螺紋管可提高循環(huán)的可靠性 鍋爐的蒸發(fā)受熱面在爐膛高溫火焰的輻射作用下 能否保持長期安全可靠地運行 主要取決于管子的壁溫 1 蒸發(fā)管內(nèi)流動結(jié)構(gòu)與傳熱惡化 管子由于壁溫的周期性波動 即使壁溫低于極限允許溫度 管子也有可能受交變溫度應(yīng)力而產(chǎn)生疲勞破壞 管內(nèi)汽水混合物的流動情況 與汽水混合物的質(zhì)量流速 蒸汽在混合物中的容積比率 壓力的高低和熱負荷的大小等因素有關(guān) 汽水混合物在垂直圓管中的流動結(jié)構(gòu)主要有四種 即汽泡狀 汽彈狀 汽柱狀及霧狀 如圖1 2 1所示 圖1 2 1 2 亞臨界壓力自然循環(huán)特性 1 自然循環(huán)的形成是由于上升管中的汽水混合物與下降管中的水有密度差 從而產(chǎn)生了循環(huán)推動力 迫使工質(zhì)在上升管中作向上流動和下降管中作向下流動 從而產(chǎn)生了工質(zhì)的循環(huán)流動 2 這種在一定的循環(huán)倍率范圍內(nèi) 自然循環(huán)回路上升管吸熱量增加時 循環(huán)流量隨之相應(yīng)增加以進行補償?shù)奶匦?稱之自然循環(huán)的自補償特性 這一特性對水冷壁安全有利 而且也是自然循環(huán)鍋爐的一大優(yōu)點 3 運動壓頭能造成多大的循環(huán)流速 還取決于循環(huán)回路的阻力特性 當上升管蒸汽含量增加時 一方面運動壓頭增加 循環(huán)流量增加 而另一方面循環(huán)回路的阻力也隨之增加 3 亞臨界壓力下采用內(nèi)螺紋管可提高循環(huán)的可靠性 亞臨界壓力自然循環(huán)鍋爐 由于壓力提高 截面含汽率增大 又爐內(nèi)熱負荷的增加 有可能使水冷壁的局部區(qū)段出現(xiàn)傳熱惡化 而使管壁超溫 為防止傳熱惡化的產(chǎn)生 采用提高產(chǎn)生傳熱惡化區(qū)段的工質(zhì)放熱系數(shù) 或者設(shè)法推遲開始發(fā)生傳熱惡化的地點 使之遠離高熱負荷區(qū)域 從而可使蒸發(fā)管壁溫降到允許范圍內(nèi) 其一是采用管內(nèi)一定的質(zhì)量流速 其二采用內(nèi)螺紋管 用內(nèi)螺紋管作為蒸發(fā)管 可以推遲傳熱惡化開始發(fā)生的地方 避開高熱負荷區(qū) 降低壁溫 二 FWEC2020 18 1 1型自然循環(huán)鍋爐循環(huán)回路的特點 1 水循環(huán)回路的特點 2 上升管單位流通截面蒸發(fā)量Dss Ass 3 亞臨界壓力自然循環(huán)鍋爐水冷壁采用內(nèi)螺紋管 4 采用蒸汽推動器 1 水循環(huán)回路的特點 1 FWEC2020 18 1 1型亞臨界壓力自然循環(huán)鍋爐 形布置 全懸吊結(jié)構(gòu) 2 爐膛由膜式水冷壁圍成 爐膛尺寸為高50960mm 寬21882mm 深16955mm 3 在爐膛高熱負荷區(qū) 前 后及側(cè)墻水冷壁管都采用內(nèi)螺紋管 螺紋管的使用增加了核態(tài)沸騰的安全裕度 甚至在高熱負荷情況下 也可避免惡性膜態(tài)沸騰的出現(xiàn) 4 并列管屏的受熱不均常是造成自然循環(huán)鍋爐的循環(huán)故障或傳熱惡化的基本原因 受熱弱的管子有可能出現(xiàn)循環(huán)停滯或倒流 而受熱強的管子又可能會出現(xiàn)傳熱惡化而導致超溫 2 上升管單位流通截面蒸發(fā)量Dss Ass 循環(huán)回路上升管單位流通截面蒸發(fā)量Dss Ass 是影響水循環(huán)特性的關(guān)鍵因素 當鍋爐壓力一定時 鍋爐是否具有自補償能力 主要取決于上升管單位流通截面蒸發(fā)量 在壓力不變時 鍋爐水冷壁管的蒸發(fā)量是由爐內(nèi)換熱量來決定的 而水冷壁管流通截面則取決于管徑與總根數(shù) 從上升管單位流通截面蒸發(fā)量定義可用下式表示 nsb 水冷壁管根數(shù) q 水冷壁受熱面平均熱負荷 kW m2 S 水冷壁管節(jié)距 m Hsb 水冷壁管平均受熱高度 m r 汽化潛熱 kJ kg dn sb 水冷壁管內(nèi)徑 m 3 亞臨界壓力自然循環(huán)鍋爐水冷壁采用內(nèi)螺紋管 1 采用內(nèi)螺紋管的目的是使傳熱惡化點后移 2 受熱弱的管子循環(huán)流速仍較高 循環(huán)流速高于0 5m s 3 鍋爐水冷壁采用內(nèi)螺紋管 整個回路的總折算阻力系數(shù)增加 但由于亞臨界壓力下采用較大的截面含汽率 其運動壓頭值也比較大 4 采用內(nèi)螺紋管 本鍋爐的循環(huán)倍率為4 1 如果采用較小的分散引入管和汽水引出管的截面比的情況下 此循環(huán)倍率仍能保證水循環(huán)的安全可靠 4 采用蒸汽推動器 爐底蒸汽加熱系統(tǒng)投入步驟 鍋爐上水至汽包水位的 305mm處 關(guān)閉上水門 開啟再循環(huán)門 準備投爐底加熱 檢查輔助蒸汽壓力 1 7MPa 溫度 332 逐漸緩慢開啟輔助蒸汽至爐底加熱總門 開啟管道和加熱聯(lián)箱疏水門 進行疏水暖管 汽壓升至0 15 0 2MPa 關(guān)閉各