高子瑜 徐雪元 丘加友 张建文 王正光 熊华 姚丹花
〔海锅炉厂海200245〕
摘:文海锅炉厂百万等级超超界锅炉方案进行简单介绍锅炉技术标准总体设计受压件设计燃烧系统设计空气预热器等系统进行简介绍
关键词: 百万千瓦 P型锅炉 超超界
海锅炉厂提供1000MW超超界压力P型直流锅炉采ALSTOM公司引进技术总体方案该公司已具良运行业绩800~1000MW等级超界锅炉根底进行设计
锅炉系统性设计海锅炉厂技术支持方ALSTOM公司联合进行
海锅炉厂认锅炉设计时考虑采成熟先进超界锅炉技术确保机组率获高济性炉膛尺寸燃烧设备选保证炉膛结渣高燃烧效率低负荷稳燃降低NOx排放防止低温受热面飞灰沾污磨损防止炉受热面腐蚀锅高温蒸汽氧化等
1技术标准
方案锅炉1000MW等级超界参数变压运行垂直圈直流炉次热采单炉膛双切圆燃烧方式烟气挡板燃烧器摆动调温衡通风运转层露天布置固态排渣全钢构架全悬吊结构Π型锅炉
11锅炉设计容量参数
名 称
单位
BMCR
BRL
75BMCR
热蒸汽流量
th
2953
2851
2202
热器出口蒸汽压力
MPa(g)
2765
2738
2166
热器出口蒸汽温度
oC
605
605
605
热蒸汽流量
th
2446
2365
1824
热器进口蒸汽压力
MPa(g)
616
599
492
热器出口蒸汽压力
MPa(g)
596
580
477
热器进口蒸汽温度
oC
375
370
361
热器出口蒸汽温度
oC
603613
603613
603613
省煤器进口水温度
oC
297
295
276
12设计条件
煤种国典型烟煤典型神华煤
锅炉运行条件模式:锅炉运行方式:带根负荷参调峰
锅炉变压运行方式设计采定—滑—定方式变压运行范围30~90BMCR定压运行范围0~30BMCR90~100BMCR
制粉系统:采中速磨煤机正压直吹式制粉系统炉配6台磨煤机煤粉细度R9018~20
水调节:机组配置2×50BMCR调速汽动水泵台启动电动调速水泵根锅炉启动旁路设置情况推荐电动水泵容量40BMCR
13锅炉性保证值
1) 连续蒸发量〔MCR〕:2953th
2〕BRL工况锅炉保证热效率 935 (低位发热量)
3〕空气预热器漏风率BMCR工况投产第年高6 运行1年高 8 次风漏风率高35
4〕锅炉低投油稳燃负荷30BMCR
5〕烟风压降实际值设计值偏差10
6〕锅炉出口NOx排放浓度: SCR投运超350mgNm3(O26 干基)
7〕热器热器省煤器实际汽水侧压降数值超设计值
8〕滑压运行35%~100BMCR范围热蒸汽维持额定汽温50%~100 BMCR时热蒸汽维持额定汽温
14锅炉特点
1〕采垂直水冷壁设计
2〕采较炉膛断面容积较低炉膛断面热负荷炉膛出口烟气温度
3〕采单炉膛双切圆燃烧方式
· 整炉膛作二燃烧器组织燃烧燃烧器风量粉量控制简单
· 单炉膛双切圆布置方式单切圆言相锅炉容量减半炉膛出口烟温偏差降时保存单切圆燃烧优点高燃烧效率低NOx排放烟气尖峰热流均温度较低炉膛吸热曲线分布特征燃料层投运层数关等
· 采双切圆燃烧方式获均匀炉空气动力场热负荷分配降低炉膛出口烟气温度水冷壁出口工质温度偏差
4〕采低NOx轴燃烧系统〔LNCFSTM〕
LNCFS种考验成熟技术迄全球范围已超200台新建改造锅炉成功运行业绩总装机容量62000MWLNCFS降低NOx排放时着重考虑提高锅炉投油低负荷稳燃力燃烧效率外LNCFS防止炉结渣高温腐蚀降低炉膛出口烟温偏差等方面样具独特效果
5〕采带循环泵启动系统效回收启动阶段工质热量增加运行灵活性
6〕热器采煤水加两级六点喷水热器采档板调节燃烧器摆动低负荷量空气系数调节进口装设事紧急喷水
7〕热器热器受热面材料选取留裕度
降低超超界锅炉热器热器出口汽温提高导致高温段子烟气侧高温腐蚀高温氧化采量高档次奥氏体钢HR3CSUPER304
15锅炉整体布置
锅炉1000MW等级燃煤汽轮发电机组超超界参数变压运行垂直圈锅炉单炉膛次中间热采单炉膛双切圆燃烧方式烟气挡板燃烧器摆动调温衡通风固态排渣全钢悬吊结构Π型锅炉露天布置燃煤锅炉
锅炉总体布置见图1炉膛宽度35496mm炉膛深度14859mm水冷壁集箱标高8850mm炉顶中心标高74592mm
锅炉炉前宽度方垂直布置4汽水离器离器筒身方切布置2根外径F2731mm6根外径F2191mm接头进出口分炉顶热器水冷壁相连接机组启动锅炉负荷低低直流负荷30BMCR时蒸发受热面出口介质流离器进行汽水离蒸汽通离器部接头进入炉顶热器饱水通离器筒身方1根连接道进入方1贮水箱中贮水箱设水位控制贮水箱方1根疏水道引三通路疏水循环系统路接气扩容器中
炉膛膜式壁组成水冷壁采次升垂直布置方案
炉膛部布置分隔屏热器屏热器水烟道次布置高温热器高温热器尾部烟道前烟道布置低温热器省煤器尾部烟道烟道布置低温热器省煤器
锅炉燃烧系统配中速磨煤机正压直吹式制粉系统设计48直流式燃烧器分6层布置炉膛部四角中部炉膛中呈双切圆方式燃烧
热器汽温通煤水调节两级喷水控制热器汽温采烟气挡板燃烧器摆动量空气系数变化调节热器进口连接道设置事喷水
尾部烟道方设置两台转子直径16400mm三分仓受热面旋转容克式空气预热器
炉底排渣系统采机械出渣方式水力出渣方式
锅炉运行层标高暂定170m
锅炉设膨胀中心零位保证系统炉顶采罩壳热密封炉顶采全金属密封炉墙轻型结构带梯型金属外护板屋顶轻型金属屋盖
图1锅炉总体布置图
1〕锅炉总体设计简况:表1示
表1 锅炉总体设计简况
序号
项 目
垂直圈
1
炉型
单炉膛P型布置全悬吊结构炉膛部出口采次垂直布置冷灰斗1 m处炉顶出口水冷壁采螺纹
2
炉膛断面尺寸
35496´14859 mm
3
水烟道深度
7010mm
4
尾部烟道深度
12628 mm
5
顶棚标高
74592 mm
6
汽水流程
汽系统
水
↓
省煤器
↓
炉膛局部配球
↓
水冷壁进口集箱
↓
水冷壁垂直屏
↓
汽水离器
↓
炉顶包复热器
↓
低温热器
↓
分隔屏热器
↓←级喷水
屏热器
↓←二级喷水
末级热器
↓
汽机
热系统:
汽机高压缸排汽
事喷水→↓
低温〔级〕热器
↓
高温〔二级〕热器
↓
汽机中压缸
启动系统
汽水离器
↓
贮水箱
↓ 气扩容器
混合器 ↓
↓ 凝结水箱
循环泵 ↓
↓ 凝汽器
水道 省煤器
7
烟气流程
炉膛〔包括分隔屏热器屏式热器〕
↓
末级热器
↓
高温热器
↓
↓ ↓
低温热器 低温热器
↓ ↓
省煤器 省煤器
↓
空气预热器
↓
8
燃烧系统
磨煤机
燃烧器型式
数量
油枪
中速磨煤机正压直吹式制粉系统HP1103MPS台接层八喷口5 台磨带BMCR
单炉膛双切圆燃烧低NOx轴燃烧系统〔LNCFSTM〕层SOFA布置六层布置48煤粉喷口
20MCR输入热量24根启动暖炉低负荷稳燃
9
调温方式
蒸汽
热蒸汽
煤水+两级喷水〔6BMCR流量〕
挡板调节+燃烧器摆动+量空气系数
〔事超温时喷水〕
10
空气预热器
型式
数量
容克式三分仓回转式预热器
2台
11
吹灰器
炉膛:墙式吹灰器 112台
流烟道:长伸缩式吹灰器 70台
预热器:蒸汽吹灰器 4台
12
出渣装置
机械刮板捞渣机装置水力出渣
2〕锅炉界限尺寸:见表2
表2 锅炉界限尺寸
项 目
垂直圈
单位
1炉膛宽度×深度
35496×14859
mm
2排燃烧器屏底距离
>21001
mm
3排燃烧器冷灰斗距离
5791
mm
4次风喷口距离
10097
mm
5相邻层燃烧器间距
20214
mm
6水冷壁集箱标高
~8850
mm
7炉顶标高
~74745
mm
8水烟道深度
7010
mm
9尾部烟道深度
12628 (58+6828)
mm
10板梁底标高
~82700
mm
11锅炉宽度〔锅炉构架范围〕
74000
mm
12锅炉深度〔锅炉构架范围〕
64300
mm
16受压部件简介
161水冷系统
垂直圈水冷壁流程见图2
图2 垂直水冷壁系统流程图
图3:水冷壁系统节流圈布置
垂直圈设计通两部件中设置节流圈水冷壁流量进行分配〔图3〕
a 水冷壁进口球型容器中
b 水冷壁进口集箱中
装水冷壁进口球型容器中节流圈负责总流量墙热负荷分布情况进行分配装进口集箱中节流圈负责墙中回路中子炉膛横热负荷分布曲线进行流量分配节流圈结构见图4
图4:节流圈结构图布置
流量分配原高热负荷回路高流量补偿低热负荷回路分配较流量节流圈中间负荷工况组合热负荷分布曲线设计选型时值校核水冷壁出口工质温度偏差
162热器系统
热器系统流程见图5
图5热器流程图
热器采两级喷水减温第级设置分隔屏屏道第二级设置屏热器出口道减温水取省煤器进口两级减温水量总量负荷蒸汽流量6
163热器系统
热器系统流程见图6
图6:热器流程图
热器蒸汽温度挡板调节时辅助采燃烧器摆动量空气系数调节低进口道设置事紧急喷水
省煤器系统
省煤器两局部分布置尾部烟道前烟道烟道中
启动系统
启动系统采带循环泵启动系统图71000MW超超界锅炉启动系统流程图
图7 启动系统流程图
带循环泵启动方式具节约启动时间节约启动程中燃料水消耗量等优点锅炉启动时〔特冷态启动时〕快速启动 工程离器布置组合式〔见图8〕采4离器1贮水箱设计汽水离水位控制功分开
图8 离器贮水箱结构简图
循环系统采1台湿式马达启动泵型式常规控制循环炉水循环泵根相泵出口〔控制循环泵两出口〕泵扬程控制循环泵高功率消耗
2燃烧设备
燃烧设备采单炉膛双切园〔图9〕设备采ALSOM公司引进低NOx轴燃烧系统〔LNCFSTM〕具技术特点:
1〕LNCFS种考验成熟技术迄全球范围已超200台新建改造锅炉成功运行业绩总装机容量62000MW
2〕LNCFS降低NOx排放时着重考虑提高锅炉投油低负荷稳燃力燃烧效率
3〕通技术断更新LNCFS防止炉结渣高温腐蚀降低炉膛出口烟温偏差等方面样具独特效果
图9 煤粉燃烧器面布置图
3空气预热器
锅炉配备两台ALSTOMAPC技术制造回转式空气预热器空气预热器轴垂直布置烟气空气逆流方式换热
空气预热器型号:234VI(50)1981SM
4钢构架台楼梯
锅炉构架采全钢结构构件接头采扭剪型高强度螺栓连接拟次构件接头采高强度螺栓焊接连接回转式空气预热器支撑构架外锅炉余局部全悬吊构架
5总结
海锅炉厂1000MW超超界P型锅炉采ALSTOM公司8001000MW超超界锅炉成熟技术结合国煤种特性〔特考虑燃低灰熔点神华煤〕确保机组率获高济性前提选取适宜炉膛尺寸保证炉膛结渣高燃烧效率低负荷稳燃降低NOx排放防止低温受热面飞灰沾污磨损防止炉受热面腐蚀锅高温蒸汽氧化等
作者简介:高子瑜1963年出生男籍贯湖南教授级高级工程师现海锅炉厂副总理总工程师事技术理工作徐雪元1965年出生男籍贯海教授级高级工程师现海锅炉厂副总工程师事锅炉技术工作
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