我厂超临界锅炉概况

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,我厂超临界锅炉概况,国电聊城发电有限公司 2007年10月,锅炉型式,锅炉形式：单炉膛、一次中间再热、前后墙对冲燃烧方式、平衡通风、固态排渣、前煤仓、半露天布置、全钢悬吊结构型超临界直流锅炉。,锅炉型号：HG1150/25.4-型。其中HG表示哈尔滨锅炉厂，1150表示该锅炉BMCR工况蒸汽流量，单位是T/H。25.4表示该锅炉额定工况蒸汽压力，单位是MPa。,锅炉整体布置及汽水流程,锅炉的汽水流程,以内置式汽水分离器为界设计成双流程，从冷灰斗进口一直到的中间混合集箱之间为螺旋管圈水冷壁，螺旋水冷壁出口集箱连接中间混合联箱；中间混合联箱经垂直管屏入口集箱连接炉膛上部的水冷壁垂直管屏至垂直管屏出口集箱；部分螺旋水冷壁直接转换成后水冷壁凝渣管至凝渣管出口集箱；折焰角入口集箱由中间混合联箱引入，折焰角水冷壁直接转换成水平烟道底部连接至水平烟道底部至出口集箱；水平烟道侧墙入口集箱由中间混合联箱引入，经水平烟道侧墙至出口集箱。垂直管屏出口集箱、凝渣管出口集箱、水平烟道底部出口集箱、水平烟道侧墙至出口集箱引出管至炉顶混合联箱再引入汽水分离器。从分离器分离出来的水进入贮水罐排往冷凝器，蒸汽则依次经顶棚管、后竖井/水平烟道包墙、低温过热器、屏式过热器和高温过热器。,再热器,分为低温再热器和末级再热器，两段布置，低温再热器布置于尾部双烟道中的前部烟道，末级再热器布置于水平烟道中逆、顺流混合换热。,水冷壁,为膜式水冷壁，下部水冷壁及灰斗采用螺旋管圈，上部水冷壁为垂直管屏。从炉膛出口至锅炉尾部，烟气依次流经上炉膛的屏式过热器、末级过热器、水平烟道中的末级再热器，然后至尾部双烟道中烟气分两路，一路流经前部烟道中的立式和水平低温再热器，一路流经后部烟道的低温过热器、省煤器，最后进入下方的两台回转式空气预热器。,锅炉的启动系统,为不带循环泵的启动系统，内置式汽水分离器布置在锅炉的前部上方，其进口与水平烟道侧墙和烟道管束的出口相连，出口与贮水箱相连，贮水箱中的水在锅炉启动阶段经过贮水箱下部的水位调节阀排至定排扩容器或凝汽器。在锅炉水质不合格或者锅炉在渡膨胀期间，贮水箱中的水排至定排扩容器。,过热器,采用两级喷水减温器，再热蒸汽采用尾部烟气挡板调温，并在再热器入口管道备有事故喷水减温器。,制粉系统,采用MGS4772 双进双出钢球磨煤机直吹系统，每炉配3台磨煤机。每台磨煤机供布置于前、后墙同一层的8只低Nox燃烧器，前后墙各3层，每层布置4只。在煤粉燃烧器的上方前后墙各布置1层燃烬风，每层有4只风口。,锅炉布置有52只炉膛吹灰器、36只长伸缩式吹灰器，空气预热器的冷端也配有2只伸缩式吹灰器，吹灰器由程序控制。炉膛出口两侧各装设一只烟气温度探针，设全炉膛火焰监视工业电视装置。,风冷干式除渣系统。,锅炉水汽流程图,炉膛与水冷壁,炉膛,是锅炉中组织燃料燃烧的空间，也称燃烧室。是锅炉燃烧设备的重要组成部分。炉膛除了要把燃料的化学能转变成燃烧产物的热能外，还承担着组织炉膛换热的任务，因此它的结构应能保证燃料燃尽，并使烟气在炉膛出口处已被冷却到使其后面的对流受热面安全工作所允许的温度。,水冷壁,是敷设在炉膛四周由多根并联管组成的蒸发受热面。其主要作用是：吸收炉膛中高温火焰及炉烟的辐射热量，使水冷壁内的水汽化，产生饱和水蒸汽；降低高温对炉墙的破坏作用，保护炉墙；强化传热，减少锅炉受热面面积，节省金属耗量；有效防止炉壁结渣；悬吊炉墙。直流锅炉水冷壁中工质的流动为强制流动，管屏的布置较为自由，最基本的有螺旋管圈、垂直上升管屏和回带管屏三种型式。,炉膛与水冷壁的结构特点,本锅炉炉膛几何形状如右图所示，炉膛截面是一个矩形，炉膛宽度15.2873m，深度13.2173m，高度57.5m。炉膛容积10470m3。,锅炉膨胀中心以密封罩壳顶部、后水冷壁中心线前附近的锅炉中心线处为原点，通过水平和垂直方向的导向与约束，实现三维膨胀，防止炉顶、炉墙开裂和受热面变形,。并在需要监视膨胀的位置合理布置膨胀指示器。,本锅炉水冷壁为全膜式焊接水冷壁，下部水冷壁及灰斗采用螺旋管屏，上部水冷壁为垂直管屏，螺旋管屏和垂直管屏的过渡点在标高39.2m处，转换比为1:3。从炉膛出口至锅炉尾部，烟气依次流经上炉膛的屏式过热器、折焰角上方的末级过热器、水平烟道中的高温再热器，然后至尾部烟道中烟气分两路：一路流经前部烟道中的立式和水平低温再热器，另一路流经后部烟道的低温过热器、省煤器，最后进入下方的两台三分仓回转式空气预热器。,在任何工况下（尤其是低负荷及启动工况），水冷壁内有足够的质量流速，保证水冷壁水动力稳定和传热不发生恶化，防止发生在亚临界压力下的偏离核态沸腾和超临界压力的类膜态沸腾现象。锅炉最低直流负荷一般为30BMCR,对应345t/h。,螺旋管圈水冷壁的特点,是可以通过选取螺旋管的倾角来改变管子节距，使其平行管的数量与炉膛周界无关，可以采用较少的管子而获得高的质量流速，从而避免传热恶化的发生和保证水动力的稳定性。此外，由于平行管圈盘绕炉膛四周上升，受热均匀，热偏差小。因而螺旋管圈水冷壁具有很好的变负荷性能，适合变压运行。,本锅炉,采用下炉膛螺旋管圈水冷壁和上炉膛垂直管水冷壁的组合方式，一方面满足了变压运行性能的要求，另一方面可在水冷壁的顶部采用结构上成熟的悬吊结构。,螺旋管圈与垂直管屏采用中间混合集箱的过渡形式。与分叉管方式相比，中间混合集箱更能保证汽水两相分配的均匀性，而且结构上不受螺旋管与垂直管转换比的限制。,中间混合集箱布置在低负荷时螺旋管圈出口蒸汽干度在0.8以上的标高上，在这个蒸汽干度下中间混合集箱的汽水均匀分配已不成问题。在这个位置炉膛热负荷已明显降低，垂直管屏在较低的质量流速下能够得到可靠的冷却。,给水,经省煤器加热后进入规格为21945mm、材料为SA-106C的水冷壁下集箱（其标高为6.5m），经水冷壁下集箱再进入水冷壁冷灰斗。冷灰斗的角度为55，下部出渣口的宽度为1429mm。灰斗部分的水冷壁由前、后水冷壁下集箱引出的328根直径38mm、壁厚为7.3mm、材料为15CrMoG、节距为53（52.79）mm的光管组成的管带围绕成。经过灰斗拐点（标高为14.9177m）后，管带以17.893的螺旋倾角继续盘旋上升，由328根直径38mm、壁厚为6.5MWTmm、材料为15CrMoG、节距为53（52.79）mm的内螺纹管组成的管带围绕成。在炉膛的四角，螺旋管屏以250mm的弯曲半径进行弯制。螺旋管屏上升过程中，将绕过前墙三层后墙二层的煤粉燃烧器和各二层的燃烬风喷口，燃烬风喷口布置在煤粉燃烧器上方，每层燃烧器为4只，每层燃烬风喷口为4只。,启动分离器和贮水箱,启动系统是为解决直流锅炉启动和低负荷运行而设置的功能组合单元，它包括启动分离器及其它汽侧和水侧连接管、阀门等。其作用是在水冷壁中建立足够高的质量流量，实现点火前循环清洗，保护蒸发受热面，保持水动力稳定，还能回收热量，减少工质损失。,启动系统按正常运行时须切除和不切除分为两类，即外置式和内置式。,哈锅生产的超临界锅炉的启动系统一般为为内置式，结构简单，易于控制。容量为30%BMCR，以与锅炉水冷壁最低质量流量相匹配。,启动系统为内置式不带再循环泵的大气扩容式系统。锅炉负荷小于30%B-MCR直流负荷时，分离器起汽水分离作用，分离出的蒸汽进入过热器系统，水则通过连接管进入贮水箱，经溢流管路排入疏水扩容器中。锅炉负荷在30%BMCR以上时，分离器呈干态运行，只作为一个蒸汽的流通元件。启动系统按全压设计。,启动系统由如下设备和管路组成：1）启动分离器及进出口连接管；2）贮水箱；3）溢流管及溢流阀；4）疏水扩容器、疏水箱及疏水泵（非哈锅供货范围）；5）溢流管暖管管路；6）压力平衡管路；7）过热器二级减温水旁路。,启动分离器为立式筒体，共2只，布置在锅炉前部的上方。从水平烟道侧包墙和管束出口集箱出来的介质经6根下倾15的切向引入管在分离器的顶端引入，在本生负荷下汽水混合物在分离器内高速旋转，并靠离心作用和重力作用进行汽水分离。在分离器内的中部偏上有脱水装置，消除介质旋转和向下的动能，使分离器及与之相连的贮水箱中的水位稳定。在分离器的底端布置有水消旋器并连接一根出口导管，将分离出来的水引至贮水箱；在分离器的上端布置有蒸汽消旋装置1根出口导管，每根出口导管通过6根顶棚入口集箱连接管将蒸汽引至顶棚过热器入口集箱。每只分离器通过两根吊杆悬吊在锅炉顶板上。,贮水箱共一只，上部共有2根导管引入两只分离器的疏水。通过疏水控制阀的控制，贮水箱内保持一定的水位，为分离器提供稳定的工作条件。贮水箱悬吊于锅炉顶部框架上，下部装有导向装置，以防其晃动。,启动系统组成及主要部件用途,启动系统组成（如右图）,1）两只汽水分离器（布置于炉前）及其引入引出管系统。,2）一只立式贮水箱。,3）由贮水箱底部引出的启动溢流总管；经水位调节阀，疏水至锅炉疏水括容器；水质合格可用疏水泵打至凝汽器。,4）溢流管暖线管（热备用管）。,5）锅炉疏水扩容器。,在锅炉直流运行时，为保持启动系统保持热备用状态，设置了溢流管暖管管路，该管路取自省煤器出口，使溢流阀及其管路保持较高的温度水平，以保证该管路始终保持在“热备用”状态，一旦需要可以立即投入运行。此暖管管路的水最终进入贮水箱，导致贮水箱水位升高。为避免贮水箱满水位，系统设置了二级减温水旁路管路并设有调节阀，以便在锅炉直流运行时，能够有效控制贮水箱的水位。当水位高于7.35m时，该管路开启，调节阀逐渐打开将水排入二级减温器喷入过热器系统，该调节阀的开度同样是由贮水箱水位控制的，当水位上升至9.0m时，调节阀全开，以确保锅炉在正常或事故停炉时，贮水箱能有一个清晰的水位。二级减温水旁路管路只在锅炉干态（30%BMCR直流负荷以上）时能够运行。,贮水箱沿高度从下到上分成如下几个控制区段：,从最低的水侧水位取样点开始向上的2.85m；,2.85m5.25m为溢流阀A的控制区段；,0.3m自由区段；,4.95m7.35m为溢流阀B的控制区段；,7.35m为过热器二级减温水旁路开启，9.0m过热器二级减温水旁路调节阀全开；,到最高的汽侧水位取样点为止的2.05m的备用区段。,本锅炉过热器系统,包括顶棚、包墙过热器、低温过热器、屏式过热器和末级过热器。低温过热器后布置有一级喷水减温器，二级喷水减温器布置于屏式过热器后。,经两只汽水分离器引出的蒸汽进入顶棚入口集箱，,顶棚过热器管子管子之间焊接扁钢，,另一端接至顶棚出口集箱。顶棚出口集箱同时与后烟道前墙,和,后烟道顶棚相接,，,后烟道顶棚转弯下降形成后烟道后墙，后烟道前、后墙与后烟道下部环形集箱相接，并连接后烟道两侧包墙。侧包墙出口集箱引出管与后烟道中间隔墙入口集箱相接，隔墙向下引至隔墙出口集箱，隔墙出口集箱与低温过热器入口集箱相连。,低温过热器布置于尾部双烟道中的后部烟道中，由1段水平管组和1段垂直管组组成，,水平段过热器沿炉宽布置168片、横向节距为114.3mm，垂直段过热器沿炉宽布置84片、横向节距为228.6mm，,垂直段低温过热器与水平段过热器采用相同的管子和节距，并引至出口集箱。,经低温过热器加热后，蒸汽经2根连接管和一级喷水减温器进入屏式过热器入口汇集集箱。,屏式过热器布置在上炉膛，沿炉宽方向共有24片管屏，管屏间距为1371.2mm，每片管屏由13根并联管弯制而成，管子的直径为45mm，根据管子的壁温不同，材质为SA-213T23，SA-213T91，SA-213TP347H。,从屏式过热器出口集箱引出的蒸汽，经2根左右交叉的连接管及二级喷水减温器，进入末级过热器。,末级过热器位于折焰角上方，,沿炉宽方向排列共31片管屏，管屏间距为609.6mm。每片管组由20根管子绕制而成，管子的直径为45mm，材质为SA-213T23，SA-213T91，SA-213TP347H。,蒸汽在末级过热器中加热到额定参数后，经出口集箱和主蒸汽导管进入汽轮机。,本锅炉再热器系统,国电聊城发电有限公司