超超臨界鍋爐介紹.ppt

1、第一章 超臨界基本概念及直流鍋爐的特點(diǎn),熱力學(xué)理論認(rèn)為，在22.129MPa、溫度374時(shí)，水的汽化會在一瞬間完成，即在臨界點(diǎn)時(shí)飽和水和飽和蒸汽之間不再有汽、水共存的兩相區(qū)存在，兩者的參數(shù)不再有區(qū)別。由于在臨界參數(shù)下汽水密度相等，因此在臨界壓力下無法維持自然循環(huán)，只能采用直流爐。超臨界直流爐的汽水行程如圖所示。,直流鍋爐沒有汽包，整個(gè)鍋爐是由許多管子并聯(lián)，然后用聯(lián)箱連接串聯(lián)而成。在給水泵的壓頭作用下，工質(zhì)順序一次通過加熱、蒸發(fā)和過熱受熱面。進(jìn)口工質(zhì)為水，出口工質(zhì)為過熱蒸汽。由于沒有汽包，所以在加熱和蒸發(fā)受熱面之間，以及在蒸發(fā)和過熱受熱面之間都沒有固定的分界線。加熱區(qū)和過熱區(qū)中的參數(shù)變化同自然循

2、環(huán)鍋爐相同；在蒸發(fā)區(qū)中由于流動阻力，壓力有所降低，相應(yīng)的飽和溫度也有所下降。,直流鍋爐的特點(diǎn),1超臨界直流爐沒有汽包 超臨界直流爐沒有汽包環(huán)節(jié)，給水經(jīng)加熱、蒸發(fā)和變成過熱蒸汽是一次性連續(xù)完成的，隨著運(yùn)行工況的不同，鍋爐將運(yùn)行在亞臨界或超臨界壓力下，蒸發(fā)點(diǎn)會自發(fā)地在一個(gè)或多個(gè)加熱區(qū)段內(nèi)移動。因此，為了保持鍋爐汽水行程中各點(diǎn)的溫度、濕度及水汽各區(qū)段的位置為一規(guī)定的范圍，要求燃水比、風(fēng)煤比及減溫水等的調(diào)節(jié)品質(zhì)相當(dāng)高。,2超臨界直流鍋爐蓄能小且呈分布特性 在超臨界直流爐中，由于沒有汽包，汽水容積小，所用金屬也少，鍋爐蓄能顯著減小且呈分布特性。蓄能以二種形式存在工質(zhì)儲量和熱量儲量。工質(zhì)儲量是整個(gè)鍋爐管道

3、長度中工質(zhì)總質(zhì)量，它隨著壓力而變化，壓力越高，工質(zhì)的比容越小，必需泵入鍋爐更多的給水量。在工質(zhì)和金屬中存在一定數(shù)量的蓄熱量，它隨著負(fù)荷非線性增加。由于鍋爐的蓄質(zhì)量和蓄熱量整體較小，負(fù)荷調(diào)節(jié)的靈敏性好，可實(shí)現(xiàn)快速啟停和調(diào)節(jié)負(fù)荷。另一方面，也因?yàn)殄仩t蓄熱量小，汽壓對被動負(fù)荷變動反映敏感，這種情況下機(jī)組變負(fù)荷性能差，保持汽壓比較困難。,3. 直流鍋爐的給水品質(zhì)要求高 直流鍋爐沒有汽包，不能進(jìn)行鍋內(nèi)水處理，給水帶來的鹽分除一部分被蒸汽帶走外，其余將沉積在受熱面上影響傳熱，使受熱面的壁溫有可能超過金屬的許用溫度，且這些鹽分只有停爐清洗才能除去，因此為了確保受熱面的安全，直流鍋爐的給水品質(zhì)要求高。,4.直

4、流鍋爐的啟停和變負(fù)荷速度快 直流鍋爐由于沒有汽包，在啟停過程及變負(fù)荷運(yùn)行過程中的升、降溫速度可快些，鍋爐啟停時(shí)間可大大縮短，鍋爐變負(fù)荷速度提高。,第二章 鍋爐整體布置介紹,型號 DG2000/26.15-2 型 型式 超超臨界參數(shù)燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組，鍋爐為超超臨界參數(shù) 變壓直流爐、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu) 型 鍋爐。 鍋爐寬度22162.4mm,鍋爐深度15456.8mm,頂棚標(biāo)高72500mm。 燃燒方式：前后墻對沖燃燒方式，36只低 NOx 旋流式煤粉燃燒器,鍋爐主要參數(shù)（B-MCR ）,過熱蒸汽流量t / h 2060 過熱蒸汽出口壓力MPa 26.15

5、 過熱蒸汽出口溫度 605 再熱蒸汽流量t / h 1638.8 再熱蒸汽進(jìn)口壓力MPa 4.62 再熱蒸汽出口壓力MPa 4.67 再熱蒸汽進(jìn)口溫度 349 再熱蒸汽出口溫度 603 給水溫度 292 排煙溫度（修正前） 132 保證熱效率 93,東鍋超超臨界鍋爐主要技術(shù)特點(diǎn),1： 型布置是傳統(tǒng)普遍采用的方式，煙氣由爐膛經(jīng)水平煙道進(jìn)入尾部煙道，在尾部煙道通過各受熱面后排出。 其主要優(yōu)點(diǎn)是鍋爐高度較低，尾部煙道煙氣向下流動有自生吹灰作用，各受熱面易于布置成逆流形式，對傳熱有利等。,2:采用內(nèi)螺紋螺旋管圈水冷壁,對于超臨界變壓運(yùn)行鍋爐，螺旋管圈水冷壁是首先應(yīng)用于超臨界變壓運(yùn)行鍋爐的水冷壁型式。

6、爐膛水冷壁采用螺旋管圈垂直管圈方式【即下部爐膛的水冷壁采用螺旋管圈（內(nèi)螺紋管），上部爐膛的水冷壁為垂直】，保證質(zhì)量流速符合要求。 水冷壁采用全焊接的膜式水冷壁 水冷壁采用一次中間混合聯(lián)箱來實(shí)現(xiàn)螺旋管至垂直水冷壁管的過渡,采用內(nèi)螺紋管，提高水冷壁安全裕度 管間吸熱偏差小，適應(yīng)變壓運(yùn)行,3：采用前后墻對沖燃燒方式: 鍋爐水冷壁出口溫度偏差小,燃燒器,燃盡風(fēng)口,前墻,左側(cè)墻,后墻,右側(cè)墻,切圓燃燒,切圓燃燒(設(shè)置節(jié)流圈),對沖燃燒方式,20oC,10oC,7oC,燃燒方式,最大溫差,前后墻對沖燃燒方式:熱空氣配風(fēng)簡單可靠,4：鍋爐旁路系統(tǒng)采用帶爐水再循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)，雖然系統(tǒng)相對復(fù)雜，但在鍋爐啟動和

7、低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)可以回收大量的工質(zhì)和熱量，同時(shí)保證啟動系統(tǒng)的運(yùn)行更加安全可靠。 5：過熱汽溫調(diào)溫方式為煤水比和二級噴水減溫來控制，再熱汽為煙氣擋板調(diào)溫、燃燒器擺動并裝有事故緊急噴水。過熱器正常噴水水源來自省煤器出口的水，這樣可減少噴水減溫器在噴水點(diǎn)的溫度差和熱應(yīng)力，再熱器噴水水源來自給水泵中間抽頭。,第三章 主要受熱面介紹,水冷壁 過熱器 再熱器 省煤器,爐膛四周為全焊式膜式水冷壁，爐膛由下部螺旋盤繞上升水冷壁和上部垂直上升水 冷壁兩個(gè)不同的結(jié)構(gòu)組成，兩者間由過渡水冷壁和混合集箱轉(zhuǎn)換連接。 爐膛下部水冷壁（包括冷灰斗水冷壁、中部螺旋水冷壁）都采用螺旋盤繞膜式管圈。 螺旋水冷壁管（除冷灰斗采用光管外

8、）采用六頭、上升角 60的內(nèi)螺紋管。 由垂直水冷壁進(jìn)口集箱拉出三倍于引入螺旋管數(shù)量的管子 進(jìn)入垂直水冷壁，垂直管與螺旋管的管數(shù)比為 3：1。這種結(jié)構(gòu)的過渡段水冷壁可以把 螺旋水冷壁的荷載平穩(wěn)地傳遞到上部水冷壁。,過熱器受熱面由四部份組成，第一部份為頂棚及后豎井煙道四壁及后豎井分隔墻； 第二部份是布置在尾部豎井后煙道內(nèi)的低溫過熱器；第三部份是位于爐膛上部的屏式過 熱器；第四部份是位于折焰角上方的高溫過熱器。 過熱器系統(tǒng)按蒸汽流程分為：頂棚過熱器、包墻過熱器/分隔墻過熱器、低溫過熱 器、屏式過熱器及高溫過熱器。按煙氣流程依次為：屏式過熱器、高溫過熱器、低溫過 熱器。 整個(gè)過熱器系統(tǒng)布置了一次左右交

9、叉，即屏過出口至高溫過熱器進(jìn)口進(jìn)行一次左右 交叉，有效地減少了鍋爐寬度上的煙氣側(cè)不均勻的影響。鍋爐設(shè)有兩級四點(diǎn)噴水減溫， 每級噴水分兩側(cè)噴入，每側(cè)噴水均可單獨(dú)地控制，通過噴水減溫可有效減小左右兩側(cè)蒸 汽溫度偏差。,整個(gè)再熱器系統(tǒng)按蒸汽流程依次分為二級：低溫再熱器、高溫再熱器。 低溫再熱器 布置在后豎井前煙道內(nèi)，高溫再熱器布置在水平煙道內(nèi)。,省煤器位于后豎井后煙道內(nèi)低溫過熱器的下方，沿?zé)煹缹挾确较蝽樍胁贾?。給水從 爐側(cè)直接進(jìn)入省煤器進(jìn)口集箱，經(jīng)省煤器蛇形管，進(jìn)入省煤器出口集箱,然后從爐側(cè)通過 單根下降管、若干根下水連接管引入螺旋水冷壁。 省煤器蛇形管由光管組成，若干根管圈繞，采用上下兩組逆流布置

10、，上組布置在后 豎井下部環(huán)形集箱以上包墻區(qū)域，下組布置在后豎井環(huán)形集箱以下護(hù)板區(qū)域。,第四章 超超臨界鍋爐存在的主要問題,受熱面管子管屏超溫、爆管 安裝質(zhì)量問題 邏輯設(shè)計(jì)不合理，人員業(yè)務(wù)水平,受熱面管子管屏超溫、爆管,玉環(huán)電廠#1超超臨界1000MW鍋爐，調(diào)試期間事故與異常情況： 1： 日期：2006年11月12日 運(yùn)行方式：負(fù)荷850MW，CC方式運(yùn)行 動作情況：爐手動MFT。 動作原因：前墻水冷壁溫95、97點(diǎn)突升達(dá)605/654。采取多種措施，成效不大。停爐檢修,前墻水冷壁管割口檢查清理4處，更換部分節(jié)流孔,共焊口6個(gè),2： 日期：2006年10月21日 運(yùn)行方式：主汽壓7.50Mpa、

11、主汽溫520,燃油5支、A、B磨、電/B汽泵、爐濕態(tài)、負(fù)荷160MW 動作情況：手動MFT 動作原因：3級過熱器泄漏，停爐檢修,更換三過管24根、四過管1根、二過管1根，割口112個(gè)檢查清理，共焊口182個(gè),拍片1618處，新增壁溫測點(diǎn)120個(gè)。,3： 日期：2006年10月31日 運(yùn)行方式：負(fù)荷從700MW（主汽壓22.0Mpa、主汽溫587,CDEF磨、AB汽泵、電除塵A側(cè)投運(yùn)、爐干態(tài)。）降至150MW后, 動作情況：汽機(jī)手動跳閘，電氣逆功率動作自動解列，鍋爐手動MFT。 動作原因：二過、三過泄漏，停爐檢修,二過管更換6根、水冷壁管更換4根、更換節(jié)流孔和束孔6處，割口檢查清理19處，共焊口

12、73個(gè),拍片2416處，新增壁溫測點(diǎn)439個(gè)。,4： 日期：2006年11月12日 運(yùn)行方式：機(jī)組負(fù)荷降至150MW(主汽壓8.5Mpa、主汽溫530,燃油CD層8支、C、D磨、電泵、爐濕態(tài)), 動作情況：汽機(jī)手動跳閘,電氣自動解列。爐手動MFT。 動作原因：四過泄漏，停爐檢修,三過管更換1根(變色)、四過管更換2根（1根爆管、1根變形）、割口檢查清理14處，共焊口28個(gè),拍片970處，新增壁溫測點(diǎn)312支，更換壁溫測點(diǎn)128支,5： 日期：2006年11月12日 運(yùn)行方式：負(fù)荷1000MW，CC方式運(yùn)行了17小時(shí)。 動作情況：降負(fù)荷后，爐手動MFT。 動作原因：前墻左側(cè)水冷壁爆管，停爐檢修,

13、前墻左側(cè)水冷壁管更換9根(左125爆管1根,其他121-129變形、變色)，更換節(jié)流孔1處(左125），割口檢查清理4處，共焊口35個(gè)，新增壁溫測點(diǎn)38個(gè)。,總結(jié),據(jù)介紹，#1鍋爐發(fā)生爆管的位置有四處，分別是燃燒器上方的水冷壁管屏、二過管屏拐彎處、三過管屏拐彎處、四過管屏拐彎處。鍋爐受熱面管子及管屏有較多地方出現(xiàn)超溫現(xiàn)象。 鍋爐爆管的主要原因是：受熱面管屏內(nèi)有雜物，且主要是制造廠遺留在受熱面內(nèi)的雜物（如集箱開孔的眼鏡片、打坡口的刨花等），由于無法進(jìn)行清理檢查所以在施工過程中未能將其徹底清除，酸洗及吹管也未能徹底除凈，故在運(yùn)行時(shí)造成管子堵塞，導(dǎo)致局部受熱面管子超溫爆管。 鍋爐超溫主要原因是：制造

14、廠在裝配節(jié)流孔圈時(shí)未能完全按設(shè)計(jì)進(jìn)行裝配，節(jié)流孔圈實(shí)際位置和設(shè)計(jì)位置不符，導(dǎo)致節(jié)流孔圈不能真正起到作用，流量調(diào)節(jié)不適應(yīng)熱量的變化。,采取的措施,為防止在以后的運(yùn)行中發(fā)生爆管事故，安裝單位與制造廠家對超溫段受熱面的內(nèi)部節(jié)流孔圈進(jìn)行了擴(kuò)孔或取消，并且為進(jìn)一步監(jiān)視運(yùn)行中管屏的超溫現(xiàn)象，現(xiàn)場在原有熱控測溫取源部件數(shù)量的基礎(chǔ)上另增加了1000多套溫度測點(diǎn)。 玉環(huán)電廠委托電科院對廠家焊口進(jìn)行強(qiáng)檢，先抽檢5%，若有問題再擴(kuò)大到20%，若仍有問題再進(jìn)一步擴(kuò)大到100%。,改進(jìn),玉環(huán)電廠由天津電建安裝的2機(jī)組借鑒了1機(jī)組爆管的經(jīng)驗(yàn)經(jīng)采取相應(yīng)措施至168結(jié)束未發(fā)生受熱面爆管事故。 2爐采取的措施：鍋爐酸洗結(jié)束后切

15、開所有手孔進(jìn)行檢查，在機(jī)組沖管后對所有裝有節(jié)流孔圈的管子進(jìn)行100拍片檢查，一方面檢查節(jié)流孔圈處是否有雜物（如鐵屑、刨花等），另一方面校核節(jié)流孔圈規(guī)格，與設(shè)計(jì)不符的節(jié)流孔圈應(yīng)進(jìn)行處理。由于增加了大量的熱電偶，在168期間嚴(yán)格監(jiān)視管屏溫度，若發(fā)現(xiàn)超溫有爆管跡象時(shí)則停爐檢查，清除雜物后再重新啟動，這樣#2鍋爐在168期間沒有發(fā)生爆管現(xiàn)象。,井岡山電廠采取的防范措施,聯(lián)系東鍋加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量控制，東鍋提供質(zhì)量保證措施，監(jiān)造單位要切實(shí)發(fā)揮作用，對產(chǎn)品質(zhì)量要承擔(dān)起責(zé)任。 做好對所有受熱面的通球檢查、集箱清理以及內(nèi)窺鏡檢查等基礎(chǔ)工作。對用常規(guī)檢查方式檢查不到的部位采用射線檢查方式進(jìn)行拍片檢查，盡量減少隱患。

16、在現(xiàn)場核對節(jié)流孔圈的規(guī)格，采用拍片方式對所有節(jié)流孔圈進(jìn)行規(guī)格檢查核對，發(fā)現(xiàn)規(guī)格與設(shè)計(jì)不符的應(yīng)及時(shí)處理。,鍋爐酸洗后，對取樣檢查部位會同設(shè)計(jì)、制造、監(jiān)理、運(yùn)行、調(diào)試等單位進(jìn)行科學(xué)確認(rèn)，適當(dāng)增加取樣比例。 在鍋爐吹管結(jié)束后，對超溫和容易積物的管子及管屏部位進(jìn)行射線拍片檢查，在機(jī)組整套啟動前盡量減少隱患。 在鍋爐化學(xué)清洗或系統(tǒng)吹管結(jié)束后會同設(shè)計(jì)、制造、監(jiān)理、運(yùn)行、調(diào)試等單位進(jìn)行科學(xué)確認(rèn)射線檢驗(yàn)部位及比例。對所有裝有節(jié)流孔圈的管子及管屏進(jìn)行100射線檢驗(yàn)確認(rèn)。,在二級過熱器、三級過熱器、四級過熱器、末再出口部位及前/后墻中部水冷壁部位頻繁發(fā)生超溫現(xiàn)象并伴隨爆管。為便于全面分析超溫的具體部位，玉環(huán)采取的

17、措施為在二級過熱器、三級過熱器、四級過熱器、末再出口部位及前/后墻中部水冷壁部位加裝了1200多個(gè)金屬壁溫測點(diǎn),通過遠(yuǎn)程IDAS引入機(jī)組DCS進(jìn)行監(jiān)視。我們需采取的防范措施為合理加裝一定量的測溫元件：首先聯(lián)系制造廠鍋爐本體專業(yè)拿出具體安裝部位的措施，由制造廠熱控專業(yè)拿出測溫元件選型方案；設(shè)計(jì)院根據(jù)制造廠提出的方案，再另行設(shè)計(jì)。,安裝質(zhì)量問題,： 玉環(huán)電廠#1超超臨界1000MW 日期：2006年11月8日 運(yùn)行方式：主汽壓22.2Mpa、主汽溫569,C、D、E、F磨、A、B汽泵、爐干態(tài)、高加投運(yùn)、電除塵投運(yùn)、汽機(jī)運(yùn)行，負(fù)荷756MW 動作情況：給水流量低引起MFT。 動作原因：給水流量變送器

18、儀表管脫落造成流量失去。,： 國華太倉電廠600MW 超臨界機(jī)組 日期：2006 年08月04日 運(yùn)行方式：負(fù)荷500MW，主汽壓力24.1Mpa 動作情況：降負(fù)荷后，爐手動MFT。 動作原因：末級再熱器泄漏， 原因分析：（1）不等厚對接的厚壁管內(nèi)坡口加工工藝控制不當(dāng)，在管63.56.0內(nèi)口焊口部位廠家進(jìn)行車削加工，造成退刀槽距離焊口較近；同時(shí)，在車削加工時(shí)造成管63.56側(cè)壁薄厚不均勻，實(shí)際測量最薄部位僅為2.76mm。 （2）在焊接時(shí)，焊接工藝質(zhì)量控制不到位，在焊縫內(nèi)表面形成錯(cuò)口，造成焊縫區(qū)域應(yīng)力集中嚴(yán)重，運(yùn)行中導(dǎo)致開裂，造成大量蒸汽泄漏，傷及相鄰第三、第五管屏，導(dǎo)致第三、第五屏分別有2根

19、管被吹斷，并使第二、第六屏管被吹損，最后共造成52根U型管圈被吹損。,邏輯設(shè)計(jì)不合理，人員業(yè)務(wù)水平,：玉環(huán)電廠#1超超臨界1000MW 日期：2006年10月9日 運(yùn)行方式：主汽壓8.5Mpa、主汽溫390,燃油、A磨、電泵、爐濕態(tài)。 動作情況：原因是高旁突然關(guān)至0位，再熱器保護(hù)動作MFT。 動作原因：再熱器失保護(hù)邏輯有問題，現(xiàn)已改動,：國華太倉電廠600MW 超臨界機(jī)組 日期：2006年01月10日 運(yùn)行方式：汽動給水泵B進(jìn)行修后恢復(fù)工作，運(yùn)行人員投入機(jī)組“RB”功能時(shí)，由于 汽泵“RB”信號還沒有復(fù)位， 導(dǎo)致RB信號發(fā)出. 動作情況：A汽泵轉(zhuǎn)速驟減，再循環(huán)未開，A汽泵跳閘，導(dǎo)致煤/水比失調(diào)

20、，鍋爐水冷壁螺旋管溫度四點(diǎn)以上超溫MFT 動作原因：一臺汽泵和一臺電動給水泵運(yùn)行時(shí)，A汽泵跳閘。B汽泵保護(hù)試驗(yàn)結(jié)束后，發(fā)電運(yùn)行部和設(shè)備維護(hù)部工作人員在恢復(fù)相應(yīng)試驗(yàn)措施時(shí)聯(lián)系有誤，造成機(jī)組“RB”動作，A汽泵再循環(huán)調(diào)節(jié)閥在10秒內(nèi)沒有開到80%，造成A汽泵因入口流量低再循環(huán)門未開跳閘，導(dǎo)致煤/水比失調(diào)。,采取措施,加強(qiáng)運(yùn)行人員學(xué)習(xí)和培訓(xùn)。,第五章 帶循環(huán)泵啟動系統(tǒng)介紹、特點(diǎn),主要內(nèi)容,啟動系統(tǒng)的組成 啟動系統(tǒng)的容量和功能 鍋爐啟動時(shí)給水泵流量控制及干/濕態(tài)切換過程,第一節(jié) 啟動系統(tǒng)的組成,本鍋爐采用分離器內(nèi)置式啟動系統(tǒng)，啟動系統(tǒng)按全壓設(shè)計(jì)，主要作用就是在鍋爐啟動、低負(fù)荷運(yùn)行（蒸汽流量低于爐膛所需的最小流量時(shí)）及停爐過程中，維持爐膛內(nèi)的最小流量。 啟動循環(huán)系統(tǒng)由啟動分離器、儲水罐、儲水罐水位控制閥（361 閥）等組成。 啟動分離器布置在爐前，垂直水冷壁混合集箱出口，采用旋風(fēng)分離形式。經(jīng)水冷壁 加熱以后的工質(zhì)分別由連接管沿切向向下傾斜 15進(jìn)入兩分離器，分離出的水通過分離 器下方的連接管進(jìn)入儲水罐，蒸汽則由分離器上方的連接管引入頂棚入口集箱。分離器 下部水出口設(shè)有阻水裝置和消旋器。,儲水罐上有設(shè)定的高報(bào)警水位、361 閥全開水位、正常水位（上水完成水位）、361閥全關(guān)水位及基準(zhǔn)水位，根據(jù)各水位不同的差壓值來控制儲水罐水位控制閥（