简述国内几大锅炉厂的技术特点和革新

简述国内几大锅炉厂的技术特点和革新
摘要：随着我国电力建设的快速发展，火力发电机组逐步向大容量、高参数方向发展。

发更为高效环保和具有自主产权的超超临界锅炉是我国电力工业的重要发展方向。

本文以哈尔滨锅炉厂和上海锅炉厂为例分别介绍了国内锅炉厂的技术特点。

关键词：CFB；锅炉；技术特点；技术比较
0 引言
超临界机组与亚临界机组相比。

具有热效率高、煤耗低、污染物排放少的优点。

2002年我国开始通过技术支持和技术引进的方式进行国产600 Mw等级超临界火电机组的示范和推广，至今有百余台超临界机组投入商业运行，为我国节能减排做出了重大贡献。

1 哈尔滨锅炉厂
1.1600MW超临界W型火焰锅炉主要技术特点
1.1.1冷壁系统主要结构特点
水冷壁采用全焊接的膜式水冷壁．保证炉膛的严密性，鳍片宽度适应变压运行的工况：并确保在任何工况下鳍端温度低于材料的最高允许温度。

水冷壁设计采用垂直管圈技术．选用合适的水冷壁结构和管结构．在任何工况下(尤其是低负荷及启动工况)，保证水冷照内有足够质量流速，以保持水冷壁水动力稳定和传热不发生恶化．特别是防止发生在亚临界压力下的偏离拔态沸腾和超临界压力下的类膜态沸腾现象。

水冷壁的没计考虑启动时汽水膨胀现象。

下炉膛采用改进型内螺纹管，材料为15CrMoG。

上炉膛采用光管，但采用12CrIMoVG材料。

t、下炉膛通过转换集箱过渡。

在下炉膛设置压力平衡集箱，以充分保证水循环的安争性。

考虑到水动力安伞性，将炉拱的亚临界吊挂管吊挂改为吊杆吊挂。

为监视蒸发受热面出口金属温度．在水冷壁管上装有足够数量的测温装置。

水冷壁管进行水动力不稳定性和水冷壁管内沸腾传热计算．确定不发生脉动的界限质量流速和管子最大壁温．对水冷壁进行传热恶化计算，传热恶化的临界放热强度与设汁的最大放热强度之比大于1.25
1.1.2过热器、再热器及其调温装置
过热器和再热器的设计考虑到各段受热面在启动停炉、蒸汽温度自动控制失灵、事故跳闸以及事故后恢复到额定负荷时可能引起的超温过热现象。

为防止受热面超温爆管，供方综合考虑烟温偏差、流量偏差等因素，对各受温面不同的管段进行壁温核算。

选取合适的管材，在壁温验算基础上留有足够的安全裕度．材料设计计算许用应力下的许用温度与计算最高管壁温度之差不小于15℃。

受热面材料选取在国内外超超临界机组上使用成熟的材料，除对材料的强度进行核算外，选用材料充分考虑抗氧化性能；炉膛上方受烟气辐射环境较恶劣的管段在管材选取时提高等级。

1.1.3省煤器
采用新一代的高效H型肋片管省煤器，顺利布置。

省煤器为连续管圈
可疏水型，水向上流，烟气向下流。

省煤器设计中充分考虑灰粒磨损保护措施。

省煤器管束与四周墙壁间装没防止烟气偏流的阻流板；管束上还设有可靠的防磨装置。

省煤器能自流放水，进口联箱上装有放水、锅炉充水和酸洗的接管座，并带有相应的阀门。

为保护省煤器，在锅炉起动过程中前有必要的冷却措施
1.1.4 锅炉启动系统
超临界变压运行直流锅炉从启动到带满负荷，将经历高压、超高压、亚临界和超临界的过程，由于没有汽包，故设置了内置的启动系统，其中启动分离器在直流负荷之前进行汽水分离，在之后只作为一个流通元件。

在水质合格的情况下，可最大限度地收回工质，降低锅炉启动过程中的热损失。

在锅炉点火之前，即可建立最低的水循环。

锅炉的内置式启动系统，包括启动分离器、贮水箱、疏水扩容器、启动循环泵、水位控制阀、疏水泵、截止阀、管道及附件等。

系统结构为：四只汽水分离器及其引入与引出管系统；一只立式贮水箱：由贮水箱底部引出的再循环泵入口管道及溢流总管；通往循环泵的人口管道及出口管道上的装有传动装置的正常水位调节阀及截止阀。

循环泵出口管道到贮水箱上的最小流量管道及流量测量装置：通往扩弃器的溢流管．装有传动装置的一只水位调节阀和一只水冲洗电动闸阀；热备用管，装有流量测量装置；自省煤器入口到循环泵入口管道的冷却水连接管．流量约为1％一2％的泵流量
1.2华能营口600MW超超临界发电机组
1.2.1炉膛及水循环系统
采用炉膛断面为17．666×17．628 m的正方形炉膛，采用较大的炉膛断面和炉膛容积以提高锅炉对煤质的适应能力，水冷壁为膜式水冷壁，下炉膛采用内螺纹管的垂直管圈水冷壁，由于全部为垂直管屏，因此可以不必采用结构复杂的张力板来解决下部炉膛水冷壁的重量传递问题。

为了降低偏差，不仅在水冷壁人口设置了节流孔圈，同时在下炉膛出口设置了二级混合器，以保证下炉膛的偏差不被带到上炉膛。

为了保证节流孔圈的节流效果，在水冷壁下集箱出口通过两级三叉管过渡的方式将Φ28.6的水冷壁管过渡到Φ42另外由于主蒸汽出口温度的提高(与超临界锅炉相比)，分离器出口蒸汽温度也相应提高，本工程将分离器布置在包墙系统的出口，在满足分离器出口温度提高的同时，仍将水冷壁出口工质温度保持在较低的水平，水冷壁材料仍为15crMoG材料。

1.2.2 启动系统
为了满足直流锅炉启动及低负荷再循环运行方式的要求，超I临界直流锅炉需要设置单独的启动系统。

营口600Mw超超临界采用内置式带再循环泵的启动系统。

1.2.3 过热器系统
超超临界参数锅炉主蒸汽温度达到605℃，过热汽吸热量大，过热器系统采用四级布置，以降低每级过热器的焓增，降低壁温，沿蒸汽流程依次为水平与立式低
温过热器、分隔屏过热器、后屏过热器和末级过热器。

过热器系统共装有三级喷水减温，每级布置左右两点，并有较大的喷水能力，以充分消除过热
汽温的左右偏差。

1.2.4 再热器
再热器两级布置即低温再热器与末级再热器。

低温再热器布置在尾部竖井前部烟道，高温再热器布置于水平烟道；再热器采用挡板调温，即通过调节布置在尾部竖井前后烟道出口处的调温挡板的挡板开度，调节烟气在尾部竖井前后烟道的分配比例，以调节低温再热器的吸热量，满足在不同负荷下再热蒸汽温度的要求。

同时燃烧器摆动和过量空气系数的变化对再热蒸汽温度也有较大幅度的影响。

1.2.5 省煤器
在尾部竖井的前、后烟道的下部各装有一级省煤器，省煤器为顺列布置，以逆流方式与烟气进行热交换。

采用防磨性能优越的H型鳍片省煤器。

1.2.6 燃烧设备
锅炉的制粉系统为中速磨正压直吹系统，磨煤机共采用6台HP1063型号中速磨煤机，BMcR工况时5台投运，一台备用，磨煤机出口煤粉细度为R90=14％，每台磨煤机带一层燃烧器。

2上海锅炉厂
2.1总体布置特点
锅炉在总体布置上从50MW到600MW超I临界CFB锅炉均采用“M”型布置，对于200MW以下容量的CFB锅炉，推荐采用炉前给煤，对于汽包锅炉，汽包布置在炉膛和旋风分离器之间，采用水冷旋风分离器，水冷系统的下降管和水冷分离器下降管均布置在炉膛和旋风分离器之间，炉前不布置下降管路，以便于炉前给煤系统的布置。

炉膛、旋风分离器和尾部对流烟道均悬吊在炉项钢架上，整体悬吊。

超高参数带再热器的循环流化床锅炉，上锅采用传统的尾部取烟道结构，再热器受热面布茬在对流烟道的前烟道内，通过双娴道档板来调节再热蒸汽的温度。

2.2炉内受热面布置特点
上锅CFB锅炉炉内受热面也独且特色，炉内屏式受热面采用…U型布置方式，蒸汽通过屏式受热血后沿膜式屏下降流动，通过中间混合集箱后再上升，这样布置便于降低每片屏管子之间温差．防止管屏扭曲变形，为了减少不同屏之间的温差，每一级受热面屏采用集中布置，小采j{{交叉布置的方式，这样布置的目的是尽量使每一级受热面在炉内有一个均匀的炉内温度场，即使在炉内庀右侧温度存在偏差的情况下，同一级受热面的不同胖之间吸热均匀·减少屏
问热偏差。

在币断总结CFB锅炉炉内传热特性规律的基础上，上锅针对锅炉参数的不同，在细节的设计上，非常注重炉内受热面与尾部对流受热面的匹配，对于超高参数的循环流化床锅炉t由于过热器吸热份额随着参数的提高而增加．在设计上要求过热器受热面辐射暇热量与对流吸热量良好的匹配性能，
保证过热器受热面在锅炉各种负荷下平稳的温度特性，在亚临界300MW以上的锅炉，上锅CFB锅炉采用高温级、中温级过热器以屏的形式布置在炉内。

实际运行
证明在云浮300MW CFB工程上，过热器各级受热面在各种负荷F肓着平稳的汽温、壁温特性、过热器喷水景小、受热面安仝且炉内屏式受热面壁温偏差讣常小、屏式受热面无变形。

2.3炉内防磨特点
炉膛过渡区的麝损直是循环流化床的一大难鹿．上锅对此进行长期的分析和研究，并得出涡流是造成过渡区域光管磨损的主要原因，提出了防止过渡区域涡流对水冷壁磨损的结构措施。

2.4新型专利风帽的使用
CFB锅炉风帽的合理结构形式直接影响到流化床锅炉物料流化质量，影响到锅炉运行、燃烧、炉膛磨损和安全经济运行。

CFB锅炉风帽形式和种类繁多，但在实际运行效果不尽人意，运行过程中或发生磨损、或漏床料、或堵塞、或风帽的阻力特性不佳等影响锅炉的均匀流化，使用周期也不佳，定期更换率高。

为了开发出防磨性能好，布风板阻力适中，又能够保证大型CFB大床面布风均
匀的要求，我公司技术人员总结和分析了目前循环流化床上各种形式风帽在实际运用中存在的问题和不足，开发出了具有专利的风帽技术——大直径“T”型钟罩风帽。

2.5 采用床上启动点火装置
CFB锅炉启动点火方式的选取，目前国内普遍认同床上床下联合点火启动方式，但随着锅炉容量的增大，炉膛布风板面积也越来越大，单只点火油枪的出力基本上要求每只点火器的出力在2t／h以上，根据我们对大型循环流化床锅炉点火方式的考察和研究，大型循环流化床上采用床上点火方式是经济合理的，在300MW 容量等级CFB配置8只出力为2-3t／h的床上点火油枪，每只油枪均设有高能点火器、火焰检测器和冷却装置。

2.6 前后墙联合给煤
对于大型循环流化床锅炉的给煤系统的选取，我们认为要根据工程燃煤情况和上程所处的地理条件来定，对于燃烧低热值的燃料，锅炉燃料消耗帚大，同时对于300MW以上的CFB锅炉·炉膛宽度较大，每台炉给煤口的数量多，在实际运行过程中山于备种因数的影响，每个给煤口给^的燃料量偏差非常大，为了降低给煤对炉膛燃烧的影响，我们推荐采用前后墙联合。

结束语
600MW、1000MW超(超)临界锅炉设计、制造和运行的成功，标志着我国锅炉技术装备水平达到了国际先进水平，也寓意着上锅对引进技术消化、吸收和开发获得了成功：超(超)临界机组关键技术的研究上取得的突破，加快了上锅超(超)临界锅炉产品系列化研制步伐，使主导产品无论在容量、参数、炉型选择上多样化，技术水平也保持国内领先水平，跻身国际先进行列。

随着大批600MW 1000MW超(超)临界机组投入商业运行，600MW等级以上超临界机组将成为我国火力发电的主力机组，这将会大幅度提高中国火力发电的经济性、可靠性，也极大地推进了中国发电装备业的技术升级换代，为国家可持续性发展作出了重大贡献。

参考文献：
[1]《右玉3301岍CFB锅炉设计说明书》上海锅炉厂有限公司
[2]孙献斌，黄中．大型循环流化床锅炉技术与工程应用[M]，北京：中国电力出版社，2009。