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技术专题介绍 ２

600MW 超临界机组. 技术专题介绍 ２. 锅炉本体结构 (1). 锅炉本体结构. 1. 总体布置 2. 水冷壁 3. 启动分离器 4. 过热器 5. 再热器 6. 省煤器 7. 空气预热器. 锅炉基本性能. 锅炉型号： DG1900/25.4-Ⅱ1 装设二台 600MW 燃煤汽轮发电机组，锅炉为超临界参数变压直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构 Π 型锅炉。 中速磨直吹式制粉系统，配 6 台磨 (1 台备用 ) ，装设旋流式 HT-NR3 型燃烧器，前后墙布置，对冲燃烧。

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技术专题介绍 ２

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Presentation Transcript

  1. 600MW超临界机组 技术专题介绍２ 锅炉本体结构(1)

  2. 锅炉本体结构 • 1.总体布置 • 2.水冷壁 • 3.启动分离器 • 4.过热器 • 5.再热器 • 6.省煤器 • 7.空气预热器

  3. 锅炉基本性能 • 锅炉型号：DG1900/25.4-Ⅱ1 • 装设二台600MW燃煤汽轮发电机组，锅炉为超临界参数变压直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。 • 中速磨直吹式制粉系统，配6台磨(1台备用)，装设旋流式HT-NR3型燃烧器，前后墙布置，对冲燃烧。 • 机组配置2×50％B-MCR汽动调速给水泵和1台30 ％B-MCR电动调速给水泵。 • 采用35％B-MCR容量高、低压串联汽机旁路。

  4. 锅炉主要规范：

  5. 锅炉主要性能参数（BMCR)

  6. 锅炉汽、水、烟、风阻力 BMCR工况的阻力情况： 过热器蒸汽侧阻力1.068MPa 顶棚和包墙系统阻力0.696MPa 再热器蒸汽侧阻力0.19MPa 省煤器水侧阻力0.087MPa 水冷壁压降阻力1.619MPa 空气预热器一次风阻力350Pa 空气预热器二次风阻力770Pa 空气预热器烟气侧阻力909Pa 锅炉本体烟气阻力（含空预器）2257Pa 燃烧器一次风阻1150Pa 燃烧器二次风阻力1950Pa

  7. 负荷特性：带基本负荷，并具有一定调峰能力 运行方式：采用定-滑-定方式运行，也可定压方式运行 汽温控制范围：过热汽温35%～100%B-MCR 再热汽温50%～100%B-MCR 炉膛压力：设计压力 ±5800Pa 瞬时承受压力 ±8700Pa 锅炉启动时间：冷态启动7～8小时 温态启动2～3小时 热态启动1～1.5小时 极热态＜1小时

  8. 锅炉主要界限尺寸

  9. 锅炉性能保证值(设计煤种) 1 锅炉B-MCR出力1900t/h 2 锅炉保证热效率（按低位发热量）93.49% 3 不投油最低稳燃负荷不大于35%B-MCR 4 烟、风压降实际值与设计值的偏差不大于10% 5 过热器、再热器、省煤器的实际水、汽侧压降数值不超过保证值。 6 过热蒸汽在35～100%B-MCR范围内，再热蒸汽在50～100%B-MCR范围内能维持其额定汽温；汽温允许偏差为±5℃。 7 NOX的排放量不高于400mg/Nm3

  10. 锅炉本体三维动画

  11. 1.总体布置 采用П型布置形式 П型布置是传统普遍采用的方式，烟气由炉膛经水平烟道进入尾部烟道，在尾部烟道通过各受热面后排出。 其主要优点是锅炉高度较低，尾部烟道烟气向下流动有自生吹灰作用，各受热面易于布置成逆流形式，对传热有利等。

  12. 锅炉∏型布置和塔型布置的比较 布置简图 • 世界上烟煤型锅炉典型布置 • 日本超临界燃煤锅炉均采用此种布置方式 • 主要用于褐煤型锅炉 • -高灰份 概念 • 适合600MW-1050MW超临界燃煤变压锅炉 业绩 • 缺乏1000MW超临界燃煤变压锅炉经验 • 需研究大容量超临界锅炉可靠性 • 具备成熟的结构技术及众多业绩，可靠性高 结构与安装 性能及运行 • 煤适应性好（采挡板调节再热汽温） • 再热器采用喷水及燃烧器摆动调温，对经济性和煤适应性有影响。

  13. 2. 水冷壁 采用螺旋管圈＋垂直管圈方式 对于超临界变压运行锅炉，螺旋管圈水冷壁是首先应用于超临界变压运行锅炉的水冷壁型式。 • 炉膛水冷壁采用螺旋管圈＋垂直管圈方式【即下部炉膛的水冷壁采用螺旋管圈（内螺纹管），上部炉膛的水冷壁为垂直】，保证质量流速符合要求。 • 水冷壁采用全焊接的膜式水冷壁 • 水冷壁采用一次中间混合联箱来实现螺旋管至垂直水冷壁管的过渡

  14. 水冷壁结构 • 炉膛宽为19419.2mm • 深度为15456.8mm • 高度为67000mm • 整个炉膛四周为全焊式膜式水冷壁，炉膛由下部螺旋盘绕上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁两个不同的结构组成，两者间由过渡水冷壁转换连接，炉膛角部为R150 mm圆弧过渡结构。 • 炉膛冷灰斗的倾斜角度为55°，除渣口的喉口宽度为1.2432米

  15. 内螺纹螺旋管圈水冷壁: 不需设置水冷壁进口节流圈 垂直水冷壁 + 内螺纹管 螺旋水冷壁 + 内螺纹管 炉膛水冷壁型式 采用高质量流速，且质量流速可以自由调整。 流量调整困难 (进口节流圈) 节流圈为针对锅炉某一负荷、某一煤种而设计。由于节流圈的固有特性，对所有负荷进行流量合理分配、调节较为困难；机组运行一段时间，节流圈将不可避免地结垢，偏离设计值。对煤种变化、炉膛结渣等所引起的炉膛热负荷变化适应性较差。 负荷变化和煤种变化适应性对比 采用较高质量流速设计，且进口不需装设节流圈，螺旋管圈水冷壁的传热、流量分配和介质出口温度等不会受到燃烧器、磨煤机切换等工况的影响 。对煤种变化、炉膛结渣以及机组负荷变化所引起的吸热量的变化适应性好，变负荷、变压运行能力强

  16. 螺旋水冷壁管 • 炉膛下部水冷壁（包括冷灰斗水冷壁、中部螺旋水冷壁）都采用螺旋盘绕膜式管圈，从水冷壁进口到折焰角水冷壁下标高52608.9 mm处。 • 螺旋水冷壁管全部采用六头、上升角60°的内螺纹管，共456根，管子规格Φ38.1×7.5，材料为SA-213T2。 • 炉膛冷灰斗处管子节距为50.8及49.827mm，冷灰斗以外的中部螺旋盘绕管圈，倾角为19.471°，管子节距50.8 mm。 • 冷灰斗管屏、螺旋管屏膜式扁钢厚δ6.4，材料为15CrMo，均采用双面坡口型式。

  17. 内螺纹管结构

  18. 螺旋管圈+内螺纹管 漩涡效果 > 重力作用 管子内表面充满了液体

  19. 下部螺旋水冷壁管屏带弯头出厂

  20. 现场水冷壁的布置图 冷灰斗

  21. 螺旋管圈水冷壁

  22. 性能优越、成熟可靠的水冷壁

  23. 内螺纹螺旋管圈水冷壁: 采用内螺纹管，提高水冷壁安全裕度 结论：通过采用内螺纹管及选取合适的质量流速，水冷壁安全裕度得到极大的提高，汽水阻力仅增加约10%。

  24. 水冷壁出口 介质温度 热负荷 流向 流向 流向 流向 燃烧器 燃烧器 燃烧器 燃烧器 前墙 侧墙 后墙 侧墙 前墙 侧墙 后墙 侧墙 垂直管布置水冷壁 螺旋上升式水冷壁 内螺纹螺旋管圈水冷壁: 管间吸热偏差小，适应变压运行 螺旋管在盘旋上升的过程中，每根管子都经过炉膛下部高热负荷区域的整个周界，途经宽度方向不同热负荷分布的区域。因此，螺旋管的每个管子，以整个长度而言，热偏差很小

  25. 燃烧器布置对水冷壁热负荷的影响

  26. 过渡段水冷壁 • 螺旋水冷壁前墙、两侧墙出口管全部抽出炉外 • 后墙出口管则是4抽1根管子直接上升成为垂直水冷壁后墙凝渣管，另3根抽出到炉外 • 抽出炉外的所有管子均进入24根螺旋水冷壁出口集箱，由22根连接管从螺旋水冷壁出口集箱引入位于锅炉左右两侧的两个混合集箱（Φ444.5×95，SA335P12）混合后，再通过22根连接管从混合集箱引入到24根垂直水冷壁进口集箱，然后由垂直水冷壁进口集箱引出光管形成垂直水冷壁管屏，垂直光管与螺旋管的管数比为3：1。 • 这种结构的过渡段水冷壁可以把螺旋水冷壁的荷载平稳地传递到上部水冷壁。

  27. 中间过渡水冷壁 螺旋水冷壁 垂直水冷壁 垂直水冷壁入口集箱 半炉膛混合，减少吸热偏差小，适应变压运行 混合集箱

  28. 过渡段水冷壁厂内组装

  29. 过渡段水冷壁安装后

  30. 水冷壁的支撑结构 减少热应力 垂直膜式水冷壁 销杆连接 (不需要焊接) 螺旋水冷壁出口集箱 螺旋膜式水冷壁 垂直水冷壁进口集箱 螺旋水冷壁出口集箱 垂直水冷壁进口集箱 水平刚性梁 垂直刚性梁 垂直搭接板 螺旋管圈水冷壁 上部垂直水冷壁

  31. 水冷壁系统的保护 • 温度监测保护：水冷壁系统温度测点是锅炉在启停、运行时对管子金属壁温进行监视和保护的重要手段。 • 水冷壁系统温度的监视是通过设置系统管道上不同位置的热电偶来实现的，管子金属壁温的监视是通过装设在水冷壁的壁温测点来实现的。

  32. 壁温测点

  33. 3.启动分离器

  34. 超临界锅炉的典型结构.在锅炉启停及正常运行过程中，汽水分离器均投入运行。超临界锅炉的典型结构.在锅炉启停及正常运行过程中，汽水分离器均投入运行。 主要设备：启动分离器

  35. 启动分离器结构简图

  36. 分离器尺寸规格为Ф900×110，直段高度2.890m，材质SA-387Gr11C12数量为两个。经水冷壁加热以后的工质分别由6根连接管沿切向逆时针向下倾斜15°进入两分离器，分离出的水通过连接管进入分离器下方的贮水罐。分离器内设有阻水装置和消旋器。

  37. 启动分离器贮水罐结构简图

  38. 启动分离器贮水罐的尺寸规格为Ф990×120，直段高度17m，数量一个。启动分离器和贮水罐端部均采用日立-巴布科克（BHK）有丰富运行经验的成熟的锥形封头结构，封头均开孔与连接管相连。

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