整理上海鍋爐廠有限公司600MW等級超超臨界Π型鍋爐方案簡介

1、精品文檔上海鍋爐廠有限公司600MW等級超超臨界口型鍋爐方案簡介丘加友徐雪元楊震張建文王正光蔡宏彭玲(上海鍋爐廠有限公司，上海 200245)Brief introduction on -type Ultra-supercritical boiler of 600MWQiu Jiayou, Xu Xueyuan, Yang Zhen, Zhang Jianwen, Wang Zhengguang, Cai Hong, Peng lingShanghai Boiler Works Co. Ltd.摘要：本文對上海鍋爐廠有限公司600MW等級超超臨界n型鍋爐方案進行 了簡要介紹，主要包括鍋爐的技術(shù)

2、規(guī)范，總體布置，受壓件設計，燃燒系統(tǒng)設計，空氣預熱器設計等。關(guān)鍵詞：超超臨界600MWTI型鍋爐系統(tǒng)Abstract: This paper briefly 川ustrates the design of 600MW ultra-supercritical two pass boiler by Shanghai Boiler Works Co. Ltd., including technical specification, general outlet, design of pressure parts, design of combustion system, design of air-

3、preheater and others. Key words: 600MW ultra-supercritical, two pass boiler, system1鍋爐的主要技術(shù)規(guī)范本方案鍋爐為600MW等級超超臨界參數(shù)變壓運行螺旋管圈直流爐、一次再熱、 單爐膛、平衡通風、運轉(zhuǎn)層以上露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu) n 型鍋爐。1.1鍋爐設計容量和參數(shù)名稱單位BMCR BRL過熱蒸汽流量t/h 1810 1724過熱器出口蒸汽壓力 MPa(g) 29.15 29.04過熱器出口蒸汽溫度C 605 605再熱蒸汽流量t/h 1529 1460MPa(g) 6.15 5.87MPa(g

4、) 5.96 5.68C 369 360C 603 603295292再熱器進口蒸汽壓力 再熱器出口蒸汽壓力 再熱器進口蒸汽溫度 再熱器出口蒸汽溫度 省煤器進口給水溫度 1.2設計條件 煤種為國內(nèi)典型煙煤 鍋爐運行方式：帶基本負荷并參與調(diào)峰。鍋爐按變壓運行方式設計，采用定 一滑一定的方式，變壓運行的范圍按 30%90%BMCR;定壓運行的范圍按030%BMCR和90%100%BMCR。制粉系統(tǒng)：采用中速磨煤機正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每爐配 6臺磨煤機。給水調(diào)節(jié)：機組配置2X50%B-MCR調(diào)速汽動給水泵和一臺啟動用電動調(diào)速給水 泵。根據(jù)鍋爐精品文檔精品文檔啟動旁路設置情況，推薦的電動給水泵容量為

5、30%B-MCRO1.3鍋爐特點1）上海鍋爐廠有限公司產(chǎn)品范圍較廣，在超超臨界鍋爐設計上既有螺旋管圈水 冷壁設計，又有垂直管圈水冷壁的設計，兩種不同水冷壁布置的設計均能滿足機 組變壓運行的要求；本方案選用成熟的螺旋管圈水冷壁型式。2）采用較大的爐膛斷面和容積，較低的爐膛斷面熱負荷和爐膛出口煙氣溫度；3）采用單爐膛四角切圓的燃燒方式；整個爐膛作為一個大燃燒器組織燃燒，對 于每個燃燒器的風量和粉量控制簡單；水冷壁的吸熱曲線的分布特征相對恒定， 與燃料層的投運層數(shù)無關(guān)等；燃燒器采用SOFA的布置方式，在降低NOx排放 的同時，使煙氣的尖峰熱流及平均溫度降低， 可有效防止燃燒器區(qū)域的結(jié)渣和高 溫腐蝕；

6、4）采用低NOx同軸燃燒系統(tǒng)（LNCFSTM ）;LNCFS是一種經(jīng)過考驗的成熟技術(shù)，迄今在全球范圍內(nèi)已有超過 200臺的新建 和改造鍋爐的成功運行業(yè)績，總的裝機容量大于 62,000MW, LNCFS在降低NOx排放的同時， 著重考慮提高鍋爐不投油低負荷穩(wěn)燃能力和燃燒效率，另外LNCFS在防止爐內(nèi)結(jié)渣、高溫腐蝕和降 低爐膛出口煙溫偏差等方面，同樣具有獨特的效果。5）啟動系統(tǒng)推薦采用帶有再循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)，能有效回收啟動階段的工質(zhì)和 熱量，并增加了運行的靈活性；采用簡單疏水擴容式啟動系統(tǒng)則成本將減少，也適用于本方案；6）過熱器采用煤水比加兩級四點噴水， 再熱器采用煙氣擋板調(diào)溫、燃燒器擺動、 低

7、負荷過量空氣系數(shù)調(diào)節(jié)和在進口裝設事故緊急噴水；7）過熱器、再熱器受熱面材料選取留有大的裕度；為了降低超超臨界鍋爐因過熱器和再熱器出口汽溫的提高所導致的高溫段管子 煙氣側(cè)高溫腐蝕和管內(nèi)高溫氧化，采用大量的高檔次奧氏體鋼管。2鍋爐整體布置爐膛寬度18816mm，爐膛深度18144mm,水冷壁下集箱標高為6500mm （暫定）， 爐頂管中心標高為75340mm（暫定）。爐膛由膜式壁組成。從爐膛冷灰斗進口（標 高8546mm）到49.597m標高處爐膛四周采用螺旋管圈，管子規(guī)格為38.1mm,節(jié)距為54mm。在此上方為垂直管圈，管子規(guī)格為 34.9mm,節(jié)距為56mm。 爐膛上部布置有分隔屏過熱器和后

8、屏過熱器，爐膛折焰角上方布置高溫過熱器， 水平煙道布置高溫再熱器，尾部煙道為并聯(lián)雙煙道，后煙井前煙道布置有低溫再熱器、 后煙道 布置有低溫過熱器，在低溫再熱器和低溫過熱器管組下方布置有省煤器。燃燒系統(tǒng)按中速磨冷一次風直吹式制粉系統(tǒng)設計。24只直流式燃燒器分6層布置于爐膛下部四角，煤粉和空氣從四角送入，在爐膛中呈切圓方式燃燒。尾部煙 道下方設置兩臺轉(zhuǎn)子直徑13492mm三分倉受熱面旋轉(zhuǎn)容克式空氣預熱器。爐底 排渣系統(tǒng)采用機械出渣方式。鍋爐運行層標高暫定為17.00m。鍋爐設有膨脹中心及零位保證系統(tǒng)，爐頂采用大罩殼熱密封，爐頂管采用全金屬密封，爐墻為 輕型結(jié)構(gòu)帶梯型金屬外護板，屋頂為輕型金屬屋蓋。

9、1）鍋爐總體布置圖：如下圖1所示。精品文檔精品文檔圖1鍋爐總體布置圖2）鍋爐總體設計簡況：如下表1所示。表1鍋爐的總體設計簡況序號項目螺旋管圈1爐型單爐膛 型布置，全懸吊結(jié)構(gòu)。爐膛下部（包括冷灰斗）采用 螺旋圍繞管圈經(jīng)過中間混合集箱引入上部垂直管屏2爐膛斷面尺寸 18816M8144 mm3水平煙道深度7440 mm4尾部煙道深度（前煙井/后煙井）14180 mm（7090/7090 mm）5頂棚管標高75340 mm序號項目螺旋管圈汽水流程主汽系統(tǒng)給水省煤器爐膛下部螺旋管圈中間混合集箱爐膛上部垂直管屏汽水分離器爐頂、包復過熱器低溫過熱器分隔屏過熱器；一一級噴水后屏過熱器J 一二級噴水末級過熱

10、器去汽機再熱系統(tǒng)：來自汽機高壓缸排汽事故噴水J低溫（一級）再熱器精品文檔精品文檔高溫（二級）再熱器去汽機中壓缸啟動系統(tǒng)汽水分離器貯水箱;大氣擴容器混合器;J凝結(jié)水箱再循環(huán)泵 J;凝汽器給水管道省煤器7煙氣流程爐膛（包括分隔屏過熱器、后屏式過熱器）序號 項目螺旋管圈末級過熱器高溫再熱器低溫再熱器低溫過熱器省煤器省煤器空氣預熱器8燃燒系統(tǒng)磨煤機燃燒器型式數(shù)量油槍中速磨六臺HP943,每臺接一層四個噴口， 5臺磨帶BMCRo 單爐膛單切圓燃燒、低NOx同軸燃燒系統(tǒng)（LNCFSTM ）, 一層 SOFA布置。六層布置，共24只煤粉噴口。20%MCR輸入熱量。12根啟動暖爐，低負荷穩(wěn)燃9調(diào)溫方式主蒸汽再

11、熱蒸汽煤水比+兩級噴水（按6%BMCR流量）煙氣檔板調(diào)溫+燃燒器擺動+過量空氣系數(shù)（事故超溫時噴水）10精品文檔精品文檔空氣預熱器型式數(shù)量容克式三分倉回轉(zhuǎn)式預熱器2臺11吹灰器爐膛：墻式吹灰器96臺對流煙道：長伸縮式吹灰器 68臺預熱器：蒸汽吹灰器4臺12出渣裝置機械刮板撈渣機裝置3受壓部件簡介水冷系統(tǒng)水冷壁采用上下分段的水冷壁結(jié)構(gòu)。爐膛下部水冷壁采用螺旋管圈。爐膛從冷灰 斗進口（即標高8546mm）到49597mm標高處爐膛四周采用螺旋管圈，管子規(guī) 格為 38.1mm節(jié)距為54mm0爐膛上部水冷壁采用垂直管圈，管子規(guī)格為 31.8mm節(jié)距為56mm。冷灰斗采用螺旋管圈，管子規(guī)格為38.1 x

12、 7.5mm節(jié)距為54mm0螺旋管與垂直管的過渡采用中間混合聯(lián)箱型。水冷壁系統(tǒng)流程見圖 2。圖2水冷壁系統(tǒng)流程圖過熱器系統(tǒng)過熱器系統(tǒng)流程見圖3。S-1S-2S-3S-40S-39S-41S-37 S-42S-43 S-44S-45S-46S-49S-48S-47S-50S-51S-53S-54S-55S-52 S-58S-57S-56S-6S-36S-3a精品文檔精品文檔S-7S-9S-10S-4S-14S-15S-13S-22S-23S-17S-18S-11S-5S-35S-24S-34S-33S-32S-31S-30S-20 S-19S-29S-28S-25S-8S-16I IS-45S-

13、43S-49S-41 S-50S-52S-53 S-51S-54S-58 Siamese headersDesh#2Desh#1VIEW I - IS-12S-21S-26S-27圖3過熱器流程圖過熱器采用兩級噴水減溫，第一級設置在分隔屏至后屏的管 道上、第二級設置在后屏過熱器出精品文檔精品文檔口管道上，減溫水取自省煤器進口，兩級減溫水量總量為各負荷下主蒸汽流量的 6%。再熱器系統(tǒng)再熱器系統(tǒng)流程見圖4。圖4再熱器流程圖再熱器蒸汽溫度采用煙氣擋板調(diào)溫、 燃燒器擺動和過量空氣系數(shù)調(diào)節(jié)，低再進口 管道上設置事故緊急噴水。省煤器系統(tǒng)省煤器系統(tǒng)流程見圖5。圖5省煤器系統(tǒng)流程啟動系統(tǒng)啟動系統(tǒng)推薦采用帶再循

14、環(huán)泵的啟動系統(tǒng)。帶再循環(huán)泵的啟動方式具有節(jié)約啟動 時間和節(jié)約啟動過程中燃料和水的消耗量等的優(yōu)點，使得鍋爐在啟動時（特別是冷態(tài)啟動時）可以快速地啟動。再循環(huán)系統(tǒng)采用1臺濕式馬達啟動泵，型式與常規(guī)控制循環(huán)的爐水循環(huán)泵基本 相同，但只有一個泵出口（控制循環(huán)泵有兩個出口），泵的揚程也要比控制循環(huán) 泵高，功率消耗大。4燃燒設備上海鍋爐廠有限公司在引進 ALSTOM 公司低NOx同軸燃燒系統(tǒng)（LNCFSTM ） 技術(shù)的基礎上，對燃燒設備已具有自主設計、制造的能力。低 NOx同軸燃燒系 統(tǒng)（LNCFSTM ）, LNCFS在降低NOx排放的同時，著重考慮提高鍋爐不投油 低負荷穩(wěn)燃能力和燃燒效率，同時通過技術(shù)

15、的不斷更新，LNCFS在防止爐內(nèi)結(jié)渣、高溫腐蝕和降低爐膛出口煙溫偏差等方面，同樣具有獨特的效果。5空氣預熱器鍋爐配備兩臺回轉(zhuǎn)式空氣預熱器。 空氣預熱器主軸垂直布置，煙氣和空氣以逆流 方式換熱。空氣預熱器型號為：2-32-VI（T）-2050。上海鍋爐廠有限公司在引進 ALSTOM-APC技術(shù)的基礎上，已具備自主設計、 制造回轉(zhuǎn)式空預器的能力。6鋼構(gòu)架和平臺樓梯鍋爐構(gòu)架采用全鋼結(jié)構(gòu)，主要構(gòu)件的接頭采用扭剪型高強度螺栓連接，比較次要的構(gòu)件的接頭采用高強度螺栓或焊接連接。主要承力構(gòu)件材料為抗腐蝕性能良好的高強度低合 金鋼Q345,比較次要的構(gòu)件材料為Q235。除回轉(zhuǎn)式空氣預熱器支撐在構(gòu)架上以外，鍋爐其余部分 全懸吊于構(gòu)架上。7結(jié)論本鍋爐方案是在充分吸收我公司大量的 600MW和1000MW超超臨界壓力直流 鍋爐設計、制造和運行經(jīng)驗的基礎上提