1200MW塔式锅炉方案.ppt

1200MW超超临界锅炉方案,上海电气上海锅炉厂有限公司2009年3月25日,介绍内容,1、1000MW等级超超临界锅炉技术及业绩2、1200MW超超临界锅炉开发项目背景技术基础1200MW炉型推荐1200MW塔式锅炉方案,1000MW等级超超临界锅炉技术及业绩,SBWL1000MW超超临界锅炉技术来源,2003年从AlstomPower,USA公司转让了600MW超临界/9001000MW超超临界锅炉技术2004年从AlstomPowerBoilerGmbH公司转让了800MW1000MW超超临界塔式锅炉技术,1000MW超超临界锅炉技术来源及业绩,作为ALSTOM超超临界技术的受让方，上海锅炉厂有限公司已获得目前1000MW等级最先进的超超临界锅炉设计制造技术，受转让的范围覆盖了设计、制造、质量控制、仪控、安装、投运和调试等各个方面的专有技术、方法和经验。到2005年12月，超临界和超超临界锅炉技术培训完成,通过对引进的1000MW超超临界锅炉技术的消化、吸收，承接了约40台锅炉合同，根据煤种不同，开发了多种炉型。,上锅1000MW超超临界锅炉业绩,20个项目40台，其中塔式炉36台,1000MW塔式布置,外高桥三期台数2流量2955t/h压力28.0MPa温度605/603oC国华浙江宁海电厂台数2流量3093t/h压力27.46MPa温度605/603oC,1000MW双烟道布置,天津国投北疆电厂台数2流量3102t/h压力27.46MPa温度605/603oC广东粤电平海电厂台数2流量3093t/h压力27.46MPa温度605/603oC,上锅1000MW超超临界锅炉运行业绩,外高桥三期1000MW超超临界锅炉在2008年7月完成性能鉴定试验，锅炉各项性能指标如下主要运行参数正常，主辅机运行稳定，锅炉最大连续出力为2957.3t/h超过设计值2955.0t/h；1000MW负荷锅炉效率试验两个工况实测值分别为94.25％和94.13％，修正后的锅炉效率为94.36％和94.20％，高于设计值93.72％；空气预热器漏风率A、B两侧约为4.0，均小于保证值6.0；锅炉汽水侧压降均低于设计值，一次汽侧压降为2.93MPa，再热器压降0.19MPa;锅炉无油助燃最低稳定运行负荷为110.5MW，过热蒸汽流量为346.3t/h，远低于保证值25BMCR。NOx排放浓度A、B两侧分别为225mg/m3和221mg/m3（O2＝6％）。摘自由西安热工研究院有限公司和上海发电设备成套设计研究所完成的上海锅炉厂有限公司2955t/h超超临界压力直流锅炉性能鉴定试验报告。,国内1000MW超超临界锅炉性能考核试验的结果比较,从以上数据表明上海锅炉厂有限公司生产制造的1000MW超超临界锅炉在性能、经济性等方面达到了国际先进水平,1200MW超超临界锅炉开发,项目背景,1000MW超超临界机组相继成功投入运行，标志我国在超超临界火电技术领域上有了跨越式的发展，火力发电技术与国外缩短30年到40年，达到国际先进水平。1000MW超超临界机组试制成功同样也为我国在该领域上拓展更高参数和更大容量的机组打下了坚实的基础。世界上USC技术发展趋势表明，开发更高压力、更高温度参数和更大容量的机组，以进一步提高机组的经济性，降低价格，获得良好的价格和性能比是超超临界机组发展的方向。国际上成功的实例表明1200MW机组的可行性，为了进一步降低我国火电的能耗，发展大容量高参数机组是最终的发展方向。,技术基础,我公司分别于2003年和2004年引进自ALSTOM美国公司和ALSTOM德国公司1000MW超超临界技术。作为ALSTOM超超临界技术的受让方，我公司已获得目前1000MW等级最先进的超临界和超超临界锅炉设计制造技术，受转让的范围覆盖了设计、制造、质量控制、仪控、安装、投运和调试等各个方面的专有技术、方法和经验。到2005年12月，超临界和超超临界锅炉技术培训已经完成。我公司通过对引进技术的消化、吸收已经具备了自主开发设计的能力，目前已经承接的1000MW等级超超临界锅炉的设计全部由我公司自主完成全部的设计和制造，如漕泾、彭城、蒲圻等项目。另外，我公司还在超超临界领域积极和国内知名高校和研究机构开展合作，成立了多个专项课题研究小组。,1200MW炉型推荐,我公司认为对于1200MW及以上容量等级的机组，选择塔式炉型对于今后机组的运行更为安全、可靠。理由如下1、塔式锅炉的运行的安全性更高；2、塔式锅炉有效提高汽轮机的经济性和安全性；3、塔式锅炉能适应快速启停的要求4、塔式锅炉能将燃烧和水冷壁布置完美结合；,塔式布置锅炉优点,塔式锅炉–适合于大容量高参数超超临界锅炉塔式锅炉烟温偏差小，对于同等级的材料，受热面具有更高的安全裕度;水平布置的受热面使启停过程中剥落的氧化皮被及时带走，降低受热面超温爆管的可能性;塔式锅炉抗磨损性强，防磨的安全性更高，燃尽率高；适合于燃用易结渣煤种，低的燃烧室出口烟气温度,1、塔式锅炉的运行的安全性更高；塔式锅炉的烟温偏差小，在目前的材料使用条件设计参数条件下运行的安全性更高；目前的超超临界参数锅炉（参数压力27.56MPa,605/603℃）中已经大量使用了HR3C和超级304H，该两种材料是目前为止在投入商业运行的锅炉受热面中使用的最高档次的的材料。如果将超超临界锅炉的参数进一步提高，在目前的材料使用状况下为了保证同样甚至更高的安全裕度，降低锅炉的烟气温度偏差是唯一的选择。塔式锅炉由于受热面布置在炉膛上部，没有烟气的转弯，烟气温度的偏差远小于其他炉型的锅炉，在没有比HR3C和超级304H更好的材料推出的情况下，锅炉选用塔式布置具有更高的安全性。,水平布置的受热面使启停过程中剥落的氧化皮被及时带走，降低受热面超温爆管的可能性；氧化皮在锅炉的运行过程中无可避免要产生，为了保证锅炉安全运行采取的应对措施是a、对受热面进行酸洗，使其在表面形成保护膜；b、将启停过程中剥落的氧化皮及时带走防止堵塞管子引起超温爆管。只有水平布置的受热面才能进行酸洗。塔式锅炉的受热面呈卧式布置（水平布置在炉膛上部），过热器、再热器受热面能自疏水，所以能实现酸洗。同时，由于塔式锅炉能自疏水，受热面中的杂质在启动初期清洗过程中直接被冲走，而不是堵在锅炉受热面管中，能有效解决汽轮机固体粒子腐蚀和锅炉受热面堵塞造成的超温爆管问题。,塔式锅炉燃用强结渣性煤种运行的安全性更高；塔式锅炉抗磨损性强，防磨的安全性更高。塔式锅炉炉膛燃烧室出口的烟气温度相对较低（1250℃左右，远低于其他炉型），在燃用强结渣性时运行的安全性更高。塔式锅炉由于所有的过热器、再热器受热面都布置在炉膛的上部，烟气流速向上，灰粒子由于受重力作用，相对于受热面的流速低于烟气流速，因此对于受热面的磨损性要低于其他炉型，锅炉运行的安全性更高了。塔式锅炉的这种流速特点使得煤粉在炉膛内的停留时间相对增加，所以燃尽率高于其他炉型。使得综合的燃烧效率要高于其他炉型。,塔式锅炉-具备优异的备用和快速启动特点塔式锅炉结构简单，固有热容量小，所有的受热面均采用水平布置，具有很强的自疏水能力，有利于酸洗时疏水排空；能适应快速启停的要求，满足电网调度的要求,塔式布置锅炉优点,2、塔式锅炉有效提高汽轮机运行的经济性和安全性；锅炉受热面中的杂质流到汽轮机会对汽轮机的安全运行带来极大的损害。但是在安装过程中杂质或锅炉的启停过程中剥落的氧化皮在启动初期清洗过程中没有被直接被冲走，就会在日后运行中被带到汽轮机，危及到汽轮机的安全运行。塔式锅炉的受热面呈卧式布置（水平布置在炉膛上部），过热器、再热器受热面能自疏水，就能在启动初期将受热面种的杂质全部冲走，能有效解决汽轮机固体粒子腐蚀问题，提高了汽轮机的效率，保证了汽轮机的安全运行。,3、塔式锅炉能适应快速启停的要求；机组快速启停是用户不断追求的目标，但锅炉由于受热膨胀的不均匀性限制了启停的时间，为了保证锅炉运行的安全，通常情况是牺牲机组的启动时间。塔式锅炉由于没有复杂的过热器包覆系统，悬支吊结构简单，锅炉的膨胀系统简单，能适应快速启停的需要。在保证锅炉安全运行的前提下，缩短了机组启动的时间。,4、塔式锅炉能将燃烧和水冷壁布置完美结合；锅炉容量的增加的要求炉膛的断面相应增加，但炉膛的断面不可能无限制地增加。在相同的炉膛断面的情况下，塔式锅炉由于选用正方形的断面，其周界长度最小，在选用相同的管径的情况下，塔式锅中炉水冷壁的运行条件相对更为优越，将燃烧和水冷壁布置完美结合。,塔式锅炉–结构简单，布置规正受热面布置呈上部紧凑，下部宽松方式，减少并避免了堵灰现象；悬吊结构规则，支撑结构简单；运行过程中锅炉能自由膨胀；占地面积小；,塔式布置锅炉优点,1200MW塔式锅炉方案,本次设计的1200MW超超临界塔式锅炉是在我公司成功自主设计1000MW超超临界锅炉的基础上开发的。下面主要从以下几个方面进行方案介绍并说明其可行性大容量断面选取的可行性；高参数引起材料变化的可行性。,1200MW和1000MW参数的对比,断面选取的可行性,2321023210mm是目前为止国内最大的塔式锅炉的炉膛，但在国外已经投运的机组的实例表明（国外有2400024000mm）如此大的炉膛断面中采用切向燃烧是没有问题的。,600MW容量以上采用切向布置的塔式锅炉业绩表（未全部罗列）,参数选取的可行性,压力和温度的同时提高对受热面的选取提出了更高的要求，在目前使用的材料档次前提下，经过验算，受热面的材料只要在1000MW超超临界参数的基础上将壁厚进行调整即可。具体对比如下,受热面选材的对比,受热面选材的对比,集箱管道选材的对比,经过对比我们不难发现，在目前1200MW超超临界参数下，锅炉受热面材料的选取是和1000MW超超临界相同的，变化是细微的。,对于1200MW超超临界设计方案，给出的炉膛断面和高度在国外已经有更大的炉膛成功投运的实例，因此对于如此大容量锅炉的燃烧和大容量导致的结构变化是可以实现的。参数提高经过计算没有引起的材料的本质变化，而1000MW超超临界锅炉中成功使用HR3C和超级304H的经验为1200MW中使用HR3C和超级304H打下扎实的基础。相比于1000MW超超临界机组,1200MW参数更高，机组效率高，锅炉变化较小。机组容量增加20，但锅炉重量约增加10左右，故1200MW超超临界锅炉性价比更高。因此对于1200MW的塔式锅炉，设计和制造技术是成熟可靠的。,1200MW方案总结,谢谢各位,