350MW超临界W火焰锅炉介绍.pdf

第 2期 2 0 1 2年 3月 锅炉制造 B0I LER MANUFACTURI NG No ． 2 Ma r ． 2 0l 2 文章编号 C N 2 31 2 4 9 2 0 1 2 0 2 0 0 0 8 0 3 3 5 0 MW 超 临界 W 火焰锅炉介绍 颜廷锐 哈 尔滨锅炉厂有限责任公司， 黑龙江 哈 尔滨 1 5 0 0 4 6 摘要 本文介绍了哈尔滨锅炉厂有限责任公司 自主开发的3 5 0 MW超临界 w火焰锅炉设计方案 ， 基本结结 构和设计特点 。 关键词 超临界 锅炉 ； 启动系统 ； 分离器 ； 贮 水箱 ； W 火焰 中图分 类号 T K 2 2 9 文献标识码 A I n t r o d u c e s o f 3 5 0 M W S u p e r c r i t i c a l Pr e s s u r e W Fl a me Bo i l e r Y a h T i n g r u i Ha r b i n B o i l e r C o ．L t d ． ， H a r b i n 1 5 0 0 4 6 ， C h i n a Abs t r a c t Th e d e s i g n s c h e me， b a s i c s t r uc t u r e a n d d e s i g n c h a r a c t e ris t i c s o f t h e b o i l e r f o r 3 5 0MW S U p e r c r i t i c a l p r e s s u r e W fla me b o i l e r a r e i n t r o d u c e d． Ke y wo r ds s u pe r c r i t i c a l b o i l e r ； s t a r tu p s y s t e m ； s e p a r a t o r v e l l e l ； s t o r a g e v e s s e l ； W fla me 0 引 言 本工程是哈尔滨锅炉厂有限责任公司 自主开 发的新产品。该工程设计特点为超临界参数变压 直流 w 火焰锅炉， 双拱单炉膛 ， 平衡通风 ， 固态排 渣 ， 全钢架结构 ， n型布置。 不易燃尽 。但 由于其灰分 、 水分含量少 A a r 6 ％ ～ 2 5 ％ ， M a r 1 ％ ～ 5 ％ ， 其发热量一般很高。 根据无烟煤的特点 ， 挥发份低 ， 着火温度高 ， 着火难 ， 燃烧不易稳定 ， 燃烧速度慢 ， 而且其含氧 量低于其他煤种 ， 为了保证成功的燃烧 ， 炉膛必须 充分预热。因此 ， 本工程采用 w 火焰炉型。 1 设计参数及燃煤特点 2 锅炉设计特点 1 ． 1 锅炉设计参数 本工程为超I 临界参数 ， 锅炉型号为 H G一1 1 5 0 ／ 2 5 ． 4一WM 3 。主蒸汽管道设计压力 2 7 ． 5 MP a ， 设 计温度 5 7 6℃； 再热器冷段设计压力 5 ． 3 4 MP a ， 设计温度 3 4 0℃； 再热器热段设计压力 5 ． 3 4 M P a ， 设计温度 5 7 0 。 1 ． 2 燃煤特点 本工程燃用无烟煤 ， 无烟煤是生成最老 的煤 种。由于其挥发份低 V d a f1 0 ％ ， 着火 困难 ， 2 ． 1 整体布置 本工程为双拱单炉膛尾部双烟道的 w 火焰 锅炉。下炉膛炉膛尺寸约为 1 4 m2 5 m， 上炉膛 炉膛尺寸约为 8 m 2 5 mm， 顶棚高为 5 2 m。 该工程主要由启动系统、 水冷壁系统 、 过热器 系统、 再热器系统、 省煤器系统组成。 2 ． 2 启动系统 启动系统是为了实现点火前循环清洗， 改善 水质 ， 启动以及低负荷运行 时保证蒸发受热 面冷 收稿 日期 2 0 1 11 1一l 5 作者简介 颜廷锐 1 9 8 0一 ， 男， 汉族 ， 黑龙江省哈尔滨市人 ， 工程师， 2 0 0 3年毕业于哈尔滨工程 大学， 从事 电站锅炉设计工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第2期 颜廷锐 3 5 0 MW超临界 w 火焰锅炉介绍 9- 却和水动力稳定 ， 提供滑参数的可能性 ， 回收热量 和减少凝结水损失。 启动系统最重要 的组成部分是分离器和贮水 箱 ， 分离器人 口连接管 以 1 5 。 倾 角在分离器顶 部 切向引入 ， 在启动初期 ， 汽水混合物在分离器内高 速旋转 ， 靠重力和离心力作用下进行 汽水分离 。 分离 出来的蒸汽进入顶棚入 口集箱 ， 水则进入贮 水箱 。 本工程启动系统不带再循环泵及启动热交换 器 ， 因此电厂初期投资少 ， 且系统简单， 也简化 了 运行操作 。 2 ． 3 水冷壁系统 水冷壁由水循环 回路的上升管组成 ， 是锅炉 的主要辐射受热面， 同时具有保护和减轻炉墙的 功能。 下部水冷壁采用 内螺纹管 ， 内螺纹管是一种 内壁加工成螺旋线 的无缝钢管， 它能改善 内表面 的传热条件 ， 即使在较高热负荷与蒸汽干度下 ， 也 不易发生传热恶化， 能够有效防止模 态沸腾的发 生 。 本工程设置水冷壁中间集箱。此结构对工质 混合、 消除热力与水力偏差有利 。水冷壁 中间集 箱下部用一梁支撑 ， 一端连接在水冷壁管屏上 ， 一 端与弹簧 吊架相连， 吊弹簧 吊架的梁与刚性梁校 平装置相连 ， 刚性梁校平装置再通过钢板与水冷 壁相连接 。此结构能够满足任何工况下荷载及膨 胀的要求 ， 由于与水冷壁管屏两端相连的梁都能 自由膨胀 ， 因此也减少了水冷壁管屏所承受 的弯 矩 。 水冷壁系统还有一个重要组成部分就是折焰 角。折焰角在炉膛后墙出口处用以改善炉内气流 分布 ， 能够增加水平连接烟道的长度 ， 在不增加锅 炉深度下 ， 可布置更多的对流受热面， 能够改善炉 内烟气流动状况 ， 以避免涡流与死角， 提高炉膛辐 射受热面的利用程度 。 2 ． 4 过热器系统 本工程布置三级过热器 ， 即低温过热器、 屏式 过热器、 末级过热器 。屏式过热器入 口汇集集箱 与屏式过热器连接采用左右交叉方式 ， 即右侧低 温过热器 出口连接管与锅炉左半部分屏式过热器 相连 ， 左侧低温过热器出 口连接管与锅炉右半部 分屏式过热器相连 ， 这样能有效 的减少锅炉左右 两侧的壁温差。 过热器系统布置两级减温器 ， 低温过热器和 屏式过热器 间布置过热器一级减温器 ， 屏式过热 器和末级过热器间布置过热器二级减温器 。每级 过热器减温器都是双 回路控制 ， 系统控制灵敏 。 过热器减温器采用笛形管式减温器 ， 由于减温器 内部喷水 ， 外部是高温蒸汽， 因此工作条件恶劣 。 本工程过热器减温水从给水管道引入 ， 增加了给 水的温度 ， 减小了与蒸汽的温差， 因此改善了工作 条件。 2 ． 5 再热器系统 再热器系统由两级再热器组成 ， 即低温再热 器和末级再热器。为了是蒸汽能够更好的混合 ， 减少再热器蒸汽锅炉两侧 的壁温差 ， 低温再热器 出口连接管采用左右交叉方式 。 再热器采用烟气挡板调温方式 ， 并布置再热 器事故喷水减温器 ， 其位置在低温再热器 出口集 箱至末级再热器人 口集箱之间。 2 ． 6 省煤器系统 在低温过热器下面布置 H型鳍片省煤器， 省 煤器管束与四周墙壁 问装设防止烟气偏流的阻流 板。由于鳍片与烟气流顺 向布置 ， 能够减少磨损 ， 减少烟气侧阻力和水侧压降 ， 降低引风机和给水 泵的运行和投资成本 。此种省煤器还能使烟气流 通顺 畅， 且选用良好防止飞灰磨损的鳍片节距 ， 最 大限度的保证吹灰效果。 2 ． 7 燃 烧器 煤粉燃烧器的设计考虑了设计煤种和校核煤 种的适应性及煤质的变化范围， 炉内稳定燃烧 ， 不 结焦， 燃烧器不被烧坏。采用 w 型火焰燃烧 ， 前 后拱装设 2 4个燃烧器 ， 使前后墙火焰能形成对称 的“ w” 型燃烧 ， 同时也是炉 内热量分配 ， 不 产生 局部高温， 防止结渣和高温腐蚀。为 了确保锅炉 炉膛温度场均匀 ， 磨煤机各送粉管道与锅炉的燃 烧器接 口采用大交叉方式。 2 ． 8 预 热器 锅炉配备两台三分仓式回转式空气预热器 。 空气预热器主轴垂直布置 ， 烟气和空气 以逆流方 式换热。转子采用模数仓格结构， 蓄热元件宜制 成较小的组件 ， 以便检修和更换 。能够满足在各 工况下烟气露点对壁温 的要求 ， 不结露、 不积灰 。 设置足够的传热面积 ， 能够热风温度 。空气预热 器的冷端蓄热 元件采用低合金 耐腐蚀 的钢板制 作 ， 在调换时不应影响别的传热面 ， 空预器冷端蓄 热元件采用优质搪瓷。 [ 下转第 1 2页] 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 2 锅炉制造 第 2 3 2期 调整的余地。 3 再热器应采用烟气挡板调温方式 ， 喷水减 温仅用于事故工况 ， 且减温水量不超过 B M C R 工况再热蒸汽流量的 3 ％。管道及阀门的选择按 设计值的 1 5 0 ％考虑。 4 再热器采用烟气挡板调节或／ 和摆 动燃烧 器调温方式 ， 喷水减温仅用作事故减温 。无论何 种调温方式 ， 再热器喷水减温器 喷水总流量约为 2 ％再热蒸汽流量 B MC R工况下 。管道及 阀门 的选择应按设计值的 2 0 0 ％考虑 。 5 过热器、 再热器两侧出 口的汽温差应分别 小于 5℃和 1 0℃。 6 处于吹灰器有效范围内的过热器 、 再热器 的管束应采取有效防磨措施 ， 以防吹损管子。 7 过热器和再热器最高点处应设 有排放空 气、 充氮的管座和阀门。 2 ． 4 省 煤器 省煤器管束采用大 口径 外径 大于 5 0 m m 无缝光管顺 列布置。省煤器 为连续管 圈可疏水 型， 无向下流的水 回路。 在吹灰器有效范围内， 省煤器应采取有效防 磨措施 ， 以防止吹坏管子。 省煤器应能 自疏水 ， 进 口联箱上应装有疏水、 锅炉充水和酸洗 的接管座 ， 并带有相应的阀门及 推荐的锅炉化学清洗方案。 锅炉后部烟道内布置的省煤器等受热面管组 之间 ， 应 留有足够高度的空间， 供进人检修、 清扫。 省煤器在最高点处设置排放空气的接管座和 阀门。 省煤器人 口应有取样点 ， 并应有其相应 的接 管座及一次门。 2 ． 5空气预 热器 锅炉须配备两 台三分仓式 回转式 空气预热 器。空气预热器主轴垂直布置 ， 烟气和空气 以逆 流方式换热。空预器人 口冷一 、 二次风加 热方式 采用暖风器。空气预热器应采用可靠的支撑和导 向轴承 ， 结构要求便于更换 ， 并配置润滑油和冷却 系统。 2 ． 6 锅炉启动系统 锅炉设内置式启动系统， 采用带启动循环泵 方案。启动分离器应为圆形简体结构 ， 直立式布 置。分离器的设计除考虑汽水的有效分离 ， 还需 考虑启动时汽水膨胀现象 。贮水箱应有足够的水 容积和汽扩散空间 ， 设置必要 的疏水接头及排汽 接头。疏水扩容器的排汽管道应接至炉顶 。启动 循环泵入口不允许产生汽蚀现象。 2 ． 7 钢结构及平台扶梯 锅炉采用紧身封闭布置 ， 运转层 1 7 ． 0 m标高 采用混凝土大平台 ， 并提供运转层混凝土大平 台 所需全部的钢格栅 、 钢梁和附件等。锅炉房 1 ． 2 O 米标高以上整体紧身封闭 包括脱硝装置钢架 ， 锅炉房 1 ． 2 0米标高以下为砖混封闭 ， 紧身封闭范 围为锅炉最外圈钢柱中心外 1 米 。S C R的支撑钢 结构和锅炉本体钢结构做成联合构架 ， 喷燃器 区 域的平台铺设花纹钢板 ， 便于检修 。炉顶采用大 罩壳密封结构 ， 设置屋顶。 3 结束语 本文简要介绍 了国 内某 电厂 1 1 0 0 MW 超超 临界锅炉的设计方案。该锅炉是哈尔滨锅炉厂有 限责任公司开发设计和制造的具有中国自主知识 产权 的首 台 1 1 0 0 M W 超 超 临界锅 炉 ， 首 台计 划 2 0 1 2年底投入运行。预计该锅炉投运后 ， 将成为 性能优 良， 安全可靠的产品。 [ 上接第 9页] 2 ． 9 热 膨胀 锅炉的沿炉深方向的膨胀中心人为的设置在 炉膛中心线上， 炉宽方 向的中心也人为的设置在 炉膛中心线上。在膨胀 中心处用承剪支座把刚性 梁与水冷壁连接 ． 冈 0 性梁则以导 向装置与柱子配 合 ， 使零点处的刚性梁只能沿柱子上下移动 ， 而不 能在刚性梁长度方向上做水平移动 。 高度方向上的膨胀零点 ， 在炉顶大包 的顶部 标高处 ， 受热面都是以炉顶大包为零点向下膨胀 。 3 结束语 本文简要介绍 了哈尔滨锅炉厂有限责任公司 自主开发的新炉型 ， 即 3 5 0 MW 超 临界 w 火焰锅 炉 ， 该炉型主要针对无烟煤而开发的， 目前 ， 哈尔 滨锅炉厂有限责任公司已形成燃用烟煤、 无烟煤、 贫煤 、 褐煤 的 3 5 0 M W 超 临界全 系列产 品。无烟 煤在我国储量较多 ， 主要分布在华北 、 中南和福建 省。由此可见 ， 该炉型具有广阔的市场前景。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m