东方600MW超临界机组锅炉技术介绍-资料

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三.采用BHK成熟的SH、RH布置方式。 过热器采用水-煤比和多级喷水调温, 再热器采用尾部双烟道挡板加事故 喷水调温
四.采用对冲燃烧方式,24~36只HTNR低NOx燃烧器分三层布置在前后墙。
五.采用经优化设计的CE三分仓容克式 空预器。
锅炉整体布置
❖ 锅炉深度 ~44.5m ❖ 锅炉宽度 44~49m ❖ 大板梁标高 ~82m
下部螺旋水冷壁:内螺纹管,Ф38.1,膜 式扁钢开双坡口;
来至省煤器 上部垂直水冷壁: 光管,Ф31.8;
系统阻力:小于1.83MPa
设计核心:①确定管内质量流量,防止 传热恶化,保证工质出口焓值;②解决螺 旋水冷壁炉膛的支撑,即刚性梁的设计;
设计难点: ①炉膛冷灰斗设计;④中间 集箱过渡段的设计、发货; ③后墙及折 焰角水冷壁设计;
DBC/BHK/BH
设计特点
• 按壁温计算、应力分析计算结果选用受热面管及膜式扁 钢材质并留有裕度;
• 包括冷灰斗在内的炉膛下部采用螺旋盘绕水冷壁,上部 采用垂直水冷壁,适于变压运行及锅炉调峰;
• 水冷壁全为膜式结构,并采用微负压炉膛设计,炉内烟 气不泄漏;
• 下部螺旋盘绕水冷壁管全部采用内螺纹管,可防止水循 环不稳定现象的发生,降低最低质量流速,减小水冷壁 流动阻力,可得到更低的最小直流负荷;
r
❖ 前后墙3排布置,每层4只~ 6只,总共24只~36只。 P l a n e
Y = 47
❖ 组织前后墙对冲燃烧。
F t
❖ 主燃烧器之上设燃尽风口, 燃尽风风口含两股独立的P 气l a n e 流,中央部分为非旋转气Y 流= ,1 8 外圈为旋转气流。
F t
P la n e Y - Z X = 3 .0 m
东方超临界本生锅炉 结构设计特点
▪ 水冷系统设计 ▪ 汽水分离器设计
DBC/BHK/BH
水冷系统设计
垂直膜式水冷壁
螺旋水冷壁出口集箱

设计特点
螺 旋 膜
垂直水冷壁进口集箱

螺旋水冷壁设计


冷 壁
螺旋水冷壁出口集箱

过渡段水冷壁设
垂直水冷壁进口集箱

▪ 刚性梁设计
水平刚性梁 垂直刚性梁
垂直搭接板
DBC/BHK/BH
螺旋水冷壁设计
水冷壁形式及流体温度
水冷壁出口 流体温度
热负荷分布
流向
流向
流向
流向
燃烧器
前墙
燃烧器
侧墙
后墙
侧墙
垂直上升水冷壁
燃烧器
前墙
燃烧器
侧墙 后墙 螺旋上升水冷壁
侧墙
螺旋水冷壁设计
优点:
减少各管屏的管子数量,提高管内质量流速,避免管 壁金属发生过热和超温。
在安全范围内,质量流速可自由选择。 使每根管子都经过炉膛的四面墙,可把管子间的吸热
东方600MW超临界机组锅炉
技术介绍
高温 过热器 屏式 过热器
储水罐
高温 再热器
低温 再热器
低温 过热器
省煤器
空预器
一次 风机
二○○三年十二月
主要内容
东方超临界本生锅炉技术来源 BHK超临界直流锅炉业绩 东方600MW超临界锅炉技术特点 东方超临界本生锅炉结构设计特点 东方超临界本生锅炉独特结构制造特点
偏差减至最小程度。
缺点:
设计、生产复杂,成本较高。
DBC/BHK/BH
过渡段水冷壁设计
垂直膜式壁
螺旋水冷壁出口集箱
垂直水冷壁进口集箱 螺旋水冷壁出口集箱
螺旋膜式壁
垂直水冷壁进口集箱
两种基本结构形式
DBC/BHK/BH
刚性梁设计
刚性梁设置是用来保护炉膛 水冷壁,不会因受到炉内烟 气压力的作用而发生变形。
DBC/BHK/BH
东方600MW超临界机组锅炉 设计指导思想
满足业主要求 锅炉可用率高、可靠性好 锅炉热效率高、经济性好 煤种适应性广 变负荷适应能力及调峰能力强 锅炉排放物低
DBC/BHK/BH
东方600MW超临界机组 锅炉技术特点
整体布置成熟可靠 成熟可靠的水冷系统设计 采用世界一流的燃烧
• 合理布置吹灰器 DBC/BHK/BH
炉膛和燃烧设备
停留时间
未燃尽碳 NOx
燃尽区
燃尽风口
NO 还 原 区
燃烧器 燃烧器
主燃区
燃烧器
NOx、 未 燃 尽 碳 量
抑制NOx生成
• HT-NR燃烧器为单喷口分级
燃烧,降低燃料型NOx,燃 烧器区域NOx迅速分解。
• 淡煤粉气流为富氧燃烧,煤
粉浓度低,燃烧温度低,降 低热力型NOx。
• 下部水冷壁与上部水冷壁之间设有过渡段,并设有混合 和分配集箱,以及下部螺旋盘绕内螺纹管的采用,水冷 壁出口工质温度偏差小,静态敏感性小;
• 采用不同的刚性梁支撑结构,刚性梁与水冷壁可相对滑 动,自由膨胀,不会产生附加热应力。
DBC/BHK/BH
水冷系统
垂直水冷壁
螺旋水冷壁 排入冷凝器
组成:下部螺旋水冷壁+中间集箱过渡+ 上部垂直水冷壁等;
4. 锅炉具有良好的调峰能力和燃料适应性。 5. 采用简单、成熟、可靠的BHK型本生炉系统。
DBC/BHK/BH
主要内容
东方超临界本生锅炉技术来源 BHK超临界直流锅炉业绩 东方600MW超临界锅炉技术特点 东方超临界本生锅炉结构设计特点 东方超临界本生锅炉结构制造特点
DBC/BHK/BH

来自高压缸
①汽水分离器 ②顶棚过热器 ③包墙过热器
⑥末级过热器 ⑦低温再热器 ⑧高温再热器
⑩过热器二级减温器
⑾再热器减温器
④低温过热器 ⑤屏式过热器 ⑨过热器一级减温器
DBC/BHK/BH
锅炉对调峰适应性好
▪良好的锅炉布置与系统
设计
过热器再热器系统吸热量分 配与负荷适应性 燃烧器与低负荷稳燃
▪采用本生锅炉水冷壁系
NOx排放值 设计175
(ppm)
运行77-167
设计170 运行87
设计180
设计180
运行64-138 运行128-180
设计230 运行120-169
DBC/BHK/BH
过热器和再热器系统设计合理
• 1. 采用BHK公司超临界本生直流锅炉过热
器和再热器成熟的设计和结构布置方式,
• 具有较宽的负荷变化适应性 2. 管子规格和选材按照BHK的设计标准进 行壁温计算和热力偏差计算,在选材上留
• 有较大裕度 3. 合理划分各级受热面,严格控制各级屏 间偏差,受热面之间采用大口径管道左右
• 交叉连接 4. SH汽温采用水/煤比和两级或三级喷水 控制,再热器系统采用尾部挡板调温,并 设有事故减温器。
DBC/BHK/BH
过热器和再热器系统流程图
去中压缸 去高压缸
⑩ ②



⑾ ⑨

③ ④

来自高压加热器
DBC/BHK/BHDB
炉 膛 三 维 模 拟 ( 1)
采用世界一流的燃烧技负术荷和:燃B 烧- M 设C 备R
炉膛尺寸
烟气温度分布
0
1 ,8 0 0 。 ・
1 5 .5 m
燃烧器布置
o r
7

F t
墙后
4
.
6 m
9
右侧墙
左侧 墙
燃尽风口
燃烧器
Y
Z
X
X: 离 前 墙 的 距 离
Y: 离 炉 膛 底 部 的 距 离 Z: 离 左 侧 墙 的 距 离
DBC/BHK/BH
炉膛设计参数选取合理
1000MW 600MW
❖炉膛宽度 ~28.5m ~19.4~22.4m
❖炉膛深度 ~16m
~15.5m
❖炉膛断面积 ~440m2 ~300~345m2
❖炉膛高度 ~70m
~58~67m
AAP
根据BHK设计经验,针对不同煤种的着火特 性、结渣特性、燃尽特性和粘污特性确定合适 的容积热负荷、断面热负荷和炉膛出口烟气温 度,可有效做到避免炉膛结渣,很好地解决着 火稳定性、高效燃烧、扩大煤种适应性。
• 采用燃尽风,组织全炉膛的
分级燃烧,进一步降低NOx 生成。
DBC/BHK/BH
BHK HT-NR系列燃烧器运行业绩
电厂
碧南发电厂 能代发电厂 新地发电厂 松浦发电厂 原町发电厂
(2#)
(1#)
(1#)
(2#)
(2#)
容量
700MW
600MW 1000MW 1000MW
1000MW
投运时间
92.06
DBC/BHK/BH
主要内容
东方超临界本生锅炉技术来源 BHK超临界直流锅炉业绩 东方600MW超临界锅炉技术特点 东方超临界本生锅炉结构设计特点 东方超临界本生锅炉独特结构制造特点
DBC/BHK/BH
主要内容
东方超临界本生锅炉技术来源 BHK超临界直流锅炉业绩 东方600MW超临界锅炉技术特点 东方超临界本生锅炉结构设计特点 东方超临界本生锅炉独特结构制造特点
2. 采用世界上最为先进的BHK型NR燃烧技术,并合理确定燃 烧器只数及合理布置燃烧器,有效解决煤的着火稳定性、 燃尽特性、结渣特性及控制NOX的排放。充分展现NR燃烧 器燃烧稳定,燃烧效率高,NOx排放低等突出优点。
3. 过热器、再热器系统布置合理,能在较大负荷范围内维持 汽温达到额定值,壁温选材留有较大裕度,调温方式成熟 可靠。
P la n e X - Y
P la n e
Z = 8 . 1 m DBC/BHY K=/B1 H3
1 m
燃烧器布置特点
Flow
烟气温度.
水冷壁出口介 质温度 烟气热流
❖ 前后墙对冲燃烧方式, 可确保沿炉膛左右两侧 有均衡的燃烧性能。
❖ 在减少炉膛出口左右两 侧烟温偏差方面,前后 墙对冲燃烧方式具ຫໍສະໝຸດ Baidu明 显的优势。
DBC/BHK/BH
炉膛和燃烧设备
防止结渣和高温腐蚀
• 组织对冲燃烧,边排燃烧器距
侧水冷壁距离合适,避免火焰 直接刷墙
• 合理组织炉内空气动力场,燃
尽风采用优化的双气流结构, 中央部位的气流是非旋转的气 流,它直接穿透进入炉膛中心, 补充燃尽所需空气。边部风口 采用旋转气流,在水冷壁面形 成氧化性气氛,防止发生高温 腐蚀和结渣
93.05
94.07
96.07
98.07
锅炉效率
设计93.04% 设计92.6% 设计93.01% 设计93.47% 运行94.52% 运行95.15% 运行95.47% 运行94.93%
设计90.04% 运行92.23%
最低不投油 设计30%ECR 设计35%ECR 设计35%ECR 设计30%ECR 设计35%ECR 稳燃负荷 运行30%ECR 运行35%ECR 运行25%ECR 运行30%ECR 运行14.5%ECR
⑧ 低温过热器
⑨ 屏式过热器 ⑩ 末级过热器
⑾ 低温再热器 ⑿ 高温再热器
DBC/BHK/BH
整体布置成熟可靠
一.锅炉布置采用世界上燃煤机组中最 普遍、最成功的单炉膛л型布置方 式。全钢架,全悬吊结构。
二.炉膛设计合理,采用螺旋管圈+混 合集箱+垂直管水冷壁,采用BHK成 熟、安全可靠的超临界本生直流水 循环系统。

螺旋水冷壁,布置内螺纹 管,水冷壁壁温均匀
▪ 厚壁元件进行疲劳
寿命分析
汽水分离器元件 过热器、再热器出口集箱
▪ 先进的结构设计 大连接管道柔性分析 受热面与集箱连接管柔 性分析
DBC/BHK/BH
系统设计简单可靠
高温过热器
喷水
屏式过热器
喷水
初低级温过热过器热器
高再温热器再热器
喷水
低温再热器
高压旁路阀
四角切向燃烧方式
前后墙对冲燃烧方式
DBC/BHK/BH
燃烧器构造
•在一次风通道中布置
煤粉浓缩器,达到稳 燃、抑制NOx生成
•二次风通过燃烧器内
同心通道送入炉膛, 参与燃烧
•三次风通道内设有独
立的旋流装置,从燃 烧的不同阶段送入炉 膛
DBC/BHK/BH
HT-NR燃烧器特点
着火稳定性好 燃烧效率高 低负荷稳燃能力强 能有效抑制NOx生成
喷水 高压缸 HP IP
中压缸
低压旁路阀
L P 低压缸
疏水阀
喷水
水水 冷冷壁 壁
省省煤煤器 器
汽水分离器
冷凝器
汽水分离器储水罐
高压高压 加热加器热器
给水控制阀
水位控制阀
启动排污
除除氧氧器器
低低压压 加 加热热器器
冷凝水泵 冷凝水净化器
锅炉给水泵
DBC/BHK/BH
东方超临界锅炉技术特点总结
1. 锅炉总体布置采用BHK成熟的л型结构,也是世界上最广 泛采用的典型结构。炉膛采用带内螺纹的螺旋管圈+垂直管, 工质出口温度均匀。并且炉膛设计合理,充分满足各种煤 质特性要求。
技术和燃烧设备 过热器和再热器系统
设计合理 对调峰适应性好 系统设计简单可靠
DBC/BHK/BH
去冷凝器
去中压缸
去高压缸

⑩⑿

⑤ ④

⑾⑦ ⑧


来自高压给水加热器
来自高压缸
汽水流程 ① 省煤器 ② 炉膛下部水冷壁 (螺旋水冷壁) ③ 炉膛上部水冷壁 ④ 折焰角水冷壁 ⑤ 汽水分离器 / 贮水罐 ⑥ 顶棚 ⑦ 包墙
DBC/BHK/BH
炉膛和燃烧设备
着火稳定性好
一次风通道中心设有煤粉浓 缩器 在燃烧器出口处采用火焰稳 燃环 回流热烟气迅速加热煤粉, 提高了燃烧效率
DBC/BHK/BH
炉膛和燃烧设备
燃烧效率高
▪ 采用煤粉浓缩器,并采用稳燃环, 使得煤粉着火迅速。 ▪分级燃烧,优化配风,促进碳的燃烧。 ▪足够的炉膛容积和上部燃尽空间 ▪采用上部燃尽风(AAP) ▪采用较细的煤粉细度
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