電廠鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)

電廠鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)

上海石洞口第二發(fā)電廠第二節(jié)電廠鍋爐的構(gòu)成和工作過程以及各部件作用一.電廠鍋爐的構(gòu)成

電廠鍋爐機組是由鍋爐本體、輔助系統(tǒng)及設(shè)備部件等構(gòu)成的。

鍋爐鍋爐本體輔助設(shè)備鍋爐機組電站煤粉鍋爐機組組成2/4

鍋爐本體主要包括“鍋〞和“爐〞兩局部，“鍋〞局部：省煤器、汽包、下降管、水冷壁、過熱器再熱器、進出口聯(lián)箱及汽水聯(lián)通管道等?！盃t〞局部：爐膛、燃燒設(shè)備、空氣預熱器、煙道和風道等。此外，鍋爐本體還包括用來固定和懸吊鍋爐部件、受熱面、爐墻等設(shè)備的構(gòu)架(包括平臺扶梯)。輔助系統(tǒng)包括：燃料供給系統(tǒng)、煤粉制備系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、除塵除灰系統(tǒng)、吹灰系統(tǒng)，水處理系統(tǒng)、測量及控制系統(tǒng)和煙氣脫硫系統(tǒng)等。各個輔助系統(tǒng)都配有相應的附屬設(shè)備和控制裝置。以下圖為配300MW發(fā)電機組的煤粉爐布置圖

電廠超臨界鍋爐受熱面的布置示意圖電廠鍋爐受熱面內(nèi)工質(zhì)流程示意圖2.電廠鍋爐的工作過程電廠鍋爐的工作過程可以分成兩大系統(tǒng)的工作過程，即燃燒系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)的工作過程。以下示意圖便是電廠鍋爐的燃燒系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)的流程。汽水系統(tǒng)由給水系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)和過熱系統(tǒng)及再熱系統(tǒng)組成，分別完成水的加熱、蒸發(fā)和過熱三個階段的任務(wù)。給水系統(tǒng)的受熱面主要是省煤器，給水在進入鍋爐前先經(jīng)過該受熱面，吸收煙氣的熱量，使排煙溫度降低，鍋爐效率提高而節(jié)省燃料，因而該受熱面就稱為省煤器．蒸發(fā)系統(tǒng)由汽包、下降管、水冷壁和聯(lián)箱及聯(lián)通管道組成，其受熱面為水冷壁，吸收爐膛中的輻射熱，將下降管送入的水蒸發(fā)成飽和蒸汽。過熱系統(tǒng)由不同型式的過熱器及減溫器組成，其工作任務(wù)是把水冷壁所產(chǎn)生的飽和蒸汽過熱到一定溫度的過熱蒸汽，同時在鍋爐允許的負荷波動保持過熱蒸汽溫度在正常范圍內(nèi)。再熱系統(tǒng)由不同型式的再熱器及減溫器組成，其工作任務(wù)是把汽輪機高壓缸的排汽再次加熱，再送至汽輪機中壓缸繼續(xù)做功，以提高循環(huán)效率，并減少汽輪機末端的蒸汽濕度，保證汽輪機的平安。水冷壁→啟動分離器→頂棚過熱器→包墻過熱器→

低溫過熱器→

一級減溫→

屏式過熱器→

二級減溫→

高溫過熱器→汽輪機鍋爐過熱蒸汽系統(tǒng)第三節(jié)電廠鍋爐的特征和分類

一、鍋爐容量與參數(shù)1..鍋爐容量鍋爐容量即鍋爐蒸發(fā)量，它是反映鍋爐生產(chǎn)能力大小的根本特性數(shù)據(jù)。常用符號D表示，單位為T/H。在大型鍋爐中，鍋爐容量又分為額定蒸發(fā)量和最大連續(xù)蒸發(fā)量。蒸汽鍋爐的額定蒸發(fā)量〔BECR〕是指在額定蒸汽參數(shù)、額定給水溫度、使用設(shè)計燃料并保證熱效率時所規(guī)定的蒸汽量。

鍋爐的最大連續(xù)蒸汽量(BMCR)是指在額定蒸汽參數(shù)、額定給水溫度、使用設(shè)計燃料，長期連續(xù)運行時所到達的最大蒸汽量。一般BMCR=(1.03一1.2)BECR。例如某電廠配600MW發(fā)電機組的鍋爐(BMCR)為1900T/H2.蒸汽參數(shù)鍋爐蒸汽參數(shù)是說明鍋爐蒸汽標準的特性數(shù)據(jù)，一般指鍋爐過熱器出口處的蒸汽溫度和蒸汽壓力(表壓力)，分別用符號P和t表示，單位分別為MPa和℃。鍋爐設(shè)計時所規(guī)定的蒸汽壓力和溫度稱為額定蒸汽壓力和額定蒸汽溫度。對于具有再熱器的鍋爐，蒸汽參數(shù)還應包括再熱蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度和再熱蒸汽流量。以下表格示出我國電站鍋爐的蒸汽參數(shù)和容量(2)循環(huán)流化床鍋爐流化床燃燒方式就是燃料顆粒在大于臨界風速(由固定床轉(zhuǎn)化為流化床的風速)的空氣流速作用下，在流化床上呈沸騰狀態(tài)的燃燒方式。這種燃燒方式有明顯的優(yōu)點，即能夠燃用劣質(zhì)煤和污染物排放少等，40多年來開展很快，應用范圍已從中、小型的工業(yè)鍋爐開展到較大型的電站鍋爐。循環(huán)流化床鍋爐性能在很多方面都可與煤粉爐相比美，在減少污染方面還優(yōu)于煤粉爐，可以大大減少硫氧化物和氮氧化物氣體的排放，所以循環(huán)流化床鍋爐出現(xiàn)以后，立刻受到國內(nèi)外的高度重視，并得到迅速開展，可望成為新一代高效率、低污染的電站燃煤鍋爐機組。特別在我國，電站鍋爐以燃煤為主，而且主要是劣質(zhì)煤，燃料量的增大會引起更大的環(huán)境污染問題，因此促進了此類鍋爐的開展。以下圖為循環(huán)流化床鍋爐的簡圖和工作原理圖4．按鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)工質(zhì)的流動方式分類按工質(zhì)在蒸發(fā)受熱面內(nèi)的流動方式可以將鍋爐分成：自然循環(huán)鍋爐、強制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐(1)自然循環(huán)鍋爐。蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)，依靠下降管中的水和上升管中的汽水混合物之間的密度差所產(chǎn)生的壓力差進行循環(huán)的鍋爐，稱為自然循環(huán)鍋爐。(2)控制循環(huán)鍋爐。控制循環(huán)鍋爐都是在自然循環(huán)鍋爐的根底上開展起來的，蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)除了依靠下降管中的水和上升管中的汽水混合物之間的密度差所產(chǎn)生的壓力差以外，主要依靠鍋水循環(huán)泵的壓頭進行循環(huán)的鍋爐，稱為控制循環(huán)鍋爐。

自然循環(huán)汽包鍋爐具有汽包，利用下降管和上升管中工質(zhì)密度差產(chǎn)生工質(zhì)循環(huán)

強制循環(huán)具有汽包和循環(huán)泵，利用循環(huán)回路中工質(zhì)密度差和循環(huán)泵壓頭工質(zhì)循環(huán)4/5鍋爐蒸發(fā)受熱面中工質(zhì)流動方式(3)直流鍋爐。給水靠給水泵的壓頭，一次通過鍋爐各受熱面產(chǎn)生蒸汽的鍋爐，稱為直流鍋爐，直流鍋爐的特點是沒有汽包，整臺鍋爐由許多管子并聯(lián)，然后用聯(lián)箱連接串聯(lián)組成。在給水泵壓頭的作用下，工質(zhì)依順序一次通過加熱、蒸發(fā)和過熱受熱面。進口的工質(zhì)是水，出口工質(zhì)那么是符合設(shè)計要求的過熱蒸汽。由于所有受熱面內(nèi)工質(zhì)流動是靠給水泵的壓頭來推動的，所以在直流鍋爐中，受熱面中工質(zhì)都是強制流動。直流鍋爐既可用于臨界壓力以下的鍋爐，又可用于臨界壓力以上的鍋爐，而超臨界壓力時只能采用直流鍋爐。鍋爐類型

直流鍋爐無汽包，給水靠給水泵壓頭一次通過各受熱面產(chǎn)生蒸汽低倍率循環(huán)鍋爐無汽包，具有汽水別離器和再循環(huán)泵，主要靠再循環(huán)泵實現(xiàn)工質(zhì)再循環(huán)5/5

(二)鍋爐型號鍋爐型號是指鍋爐產(chǎn)品的容量、參數(shù)、性能和規(guī)格，常用一組規(guī)定的符號和數(shù)字來表示。我國電廠鍋爐型號一般用四組字碼表示，其表達形式如下：

AA×××／×××一×××／×××一△×

第一組符號是制造廠家(HG表示哈爾濱鍋爐廠，SG表示上海鍋爐廠，DG表示東方鍋爐廠)；第二組數(shù)字分子是鍋爐容量，單位T／H，分母數(shù)字為鍋爐出口過熱蒸汽壓力，單位MPa；第三組數(shù)字分子分母分別表示過熱蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度，單位℃；最后一組中，符號表示燃料代號，而數(shù)字表示鍋爐設(shè)計序號。煤、油、氣的燃料代號分別是M、Y、Q，其他燃料代號是T。

例如，SG1025／18.2一540／540一PM7型表示上海鍋爐廠制造，容量為1025t／h，過熱蒸汽壓力為18.2MPa，過熱蒸汽溫度為540℃，再熱蒸汽溫度為540℃,設(shè)計燃料為貧煤，設(shè)計序號為7(該型號鍋爐為第7次設(shè)計)。另外，根據(jù)鍋爐的布置方式，工質(zhì)在蒸發(fā)受熱面中的流動方式等，可以稱為型布置控制循環(huán)亞臨界煤粉爐。第四節(jié)電廠鍋爐的開展趨勢擴大鍋爐的容量可使發(fā)電容量迅速增長以適應生產(chǎn)開展的需要，同時也可以使基建投資下降，設(shè)備費用降低，減少運行費用以及節(jié)約金屬材料消耗。在其他條件相同時，鍋爐容量增大1倍，鋼材使用率可減少5％～20％，所需管理人員也可相應減少。隨著機組容量的增大，提高電廠的熱效率就變得更為迫切，提高蒸汽參數(shù)和采用蒸汽再熱是提高電廠熱效率的有效措施。目前世界主要工業(yè)國家大容量機組鍋爐采用的壓力，一般均為亞臨界壓力和超臨界壓力級別。蒸汽壓力由超高壓提高到亞臨界壓力，大約可使電廠發(fā)電效率提高1.7％。單機容量達800—1000MW及以上的鍋爐，國外多采用超臨界壓力。由亞臨界壓力提高到超臨界壓力，電廠發(fā)電效率提高1.8％左右。

拿上海舉例，上世紀90年代初石洞口二廠就引進了兩臺600MW超臨界機組，而后外高橋電廠在2000年代初投產(chǎn)了兩臺900MW超臨界機組，目前兩臺1000MW超臨界機組也投入運行。目前還在規(guī)劃籌建1300MW超超臨界機組近三年來，華能玉環(huán)電廠1、2號、華電鄒縣電廠7、8號共四臺國產(chǎn)超超臨界百萬千瓦燃煤機組相繼投運，1.外高橋第三電廠2×1000MW機組2955t/h鍋爐上鍋〔SBWC〕---阿爾斯通公司〔API，USA〕2.華能玉環(huán)電廠2×1000MW機組2950t/h鍋爐哈鍋〔HBC〕---三菱公司〔MHI，JAPAN〕3.華電國際鄒縣發(fā)電廠四期2×1000MW機組機組3030t/h鍋爐東鍋〔DBC〕---巴布科克-日立公司〔BHK，JAPAN〕目前已投產(chǎn)的國內(nèi)百萬等級超超臨界壓力鍋爐：玉環(huán)電廠1000MW機組鍋爐總剖面圖最大連續(xù)蒸發(fā)量B-MCR2950t/h額定蒸汽壓力〔過熱器出口〕26.25MPa(a)額定蒸汽溫度605℃再熱蒸汽蒸汽流量〔B-MCR/BRL〕2457/2279t/h再熱器進口/出口蒸汽壓力〔B-MCR〕5.27/5.07MPa(a)再熱器進口/出口蒸汽溫度〔B-MCR〕359/603℃給水溫度〔B-MCR〕298℃雙爐膛直流燃燒器雙切圓燃燒方式

鄒縣電廠1000MW機組鍋爐總剖面圖旋流燃燒器前后墻對沖燃燒方式外高橋三期1000MW

鍋爐剖面圖縱切面主蒸汽820.8 kg/s(2,955t/h)

29.7 MPa(設(shè)計壓力)605 0C

再熱蒸汽678.6 kg/s(2,443t/h)7.0 MPa(設(shè)計壓力)0C給水297 0C煤種

煙煤直流燃燒器切向燃燒方式目前我國正在規(guī)劃和在建的100萬千瓦超超臨界燃煤機組國電泰州發(fā)電4臺1000MW超超臨界機組廣東國華粵電臺山發(fā)電二期工程6臺1000MW超超臨界機組天津北疆發(fā)電廠4×1000MW燃煤超超臨界發(fā)電機組華能廣東海門電廠規(guī)劃總裝機容量為6臺100萬千瓦超超臨界燃煤機組廣東平海電廠設(shè)計裝機容量1000MW，一期工程為1000MW。華潤電力浙江蒼南電廠2×1000MW超超臨界機組國華寧海電廠二期2×1000MW超超臨界機組浙江北侖電廠2×1000MW超超臨界機組國電博興電廠規(guī)劃容量為4×1000MW超超臨界機組皖能馬鞍山發(fā)電廠2×1000MW超超臨界機組安徽華電蕪湖電廠二期2×1000MW超超臨界機組綏中發(fā)電廠二期2×1000MW超超臨界機組福州長樂電廠一期工程2×1000MW超超臨界機組安徽華電宿州電廠二期2×1000MW超超臨界機組山東大唐東營電廠一期2×1000MW超超臨界機組湖北漢川電廠2×1000MW超超臨界機組珠海發(fā)電廠2×1000MW超超臨界機組諫壁發(fā)電廠2×1000MW超超臨