轴流风机调节特性、避免风机喘振方法及发生喘振处理方法;制粉系统流程(谷风参考)
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国电双鸭山发电有限公司
超临界直流锅炉设备介绍
讲课人：左兴权
国电双鸭山发电有限公司发电部
经验学习
1
超临界机组定义
水的临界压力：22.12 MPa， 临界温度：374.15 ℃
• 超高压机组： 12.7MPa，温度为 535/535℃
• 亚临界机组: 16.7MPa，温度为 538/538℃
• 超临界机组：一般主汽压力24MPa及以上, 主汽和再热汽温度540-580℃
动到满负荷运行，变负荷速度可提高一倍左右。
• 2)适用于亚临界和超临界以及超超临界压力锅炉。 • 3)锅炉本体金属消耗量最少，锅炉重量轻。一台300MW自然循环锅
炉的金属重量约为5500t～7200t，相同等级的直流炉的金属重量仅 有4500t～5680t，一台直流锅炉大约可节省金属2000t。加上省去 了汽包的制造工艺，使锅炉制造成本降低。
• 炉膛为单炉膛，断面尺寸22.18m×15.63m，设 计煤种为双鸭山烟煤，最大连续蒸发量1900 t/h，过热器蒸汽出口温度571℃，再热器蒸汽 出口温度569℃，给水温度283.8℃。
经验学习
6
锅炉总图(纵剖图）
经验学习
Baidu Nhomakorabea
顶棚管标 高
水下集标 高
包墙下集箱 标高
给水管道 接口标高
再热器入口 集箱标高
• 15)启停速度和变负荷速度受过热器出口集箱的热应力限 制，但主要限制因素是汽轮机的热应力和胀差。
• 16)直流锅炉要求的给水品质高，要求凝结水进行100％的 除盐处理。
• 17)控制系统复杂，调节装置的费用较高。
经验学习
5
一、锅炉设备整体布置概述
• 国电双鸭山发电有限公司选用哈尔滨锅炉厂有 限责任公司与三井巴布科克（MB）公司合作设 计、制造的超临界本生（Benson）直流锅炉， 型号：HG-1900/25.4-YM3。一次中间再热、变 压运行，带内置式再循环泵启动系统，固态排 渣、单炉膛平衡通风、Π型布置、全钢构架悬吊 结构。
• 4)水冷壁的流动阻力全部要靠给水泵来克服，这部分阻力约占全部 阻力的25％～30％。所需的给水泵压头高，既提高了制造成本，又 增加了运行耗电量。
• 5)直流锅炉启动时约有30％额定流量的工质经过水冷壁并被加热，
为了回收启动工程的工质和热量并保证低负荷运行时水冷壁管内有
足够的重量流速，直流锅炉需要设置专门的启动系统，而且需要设
置过热器的高压旁路系统和再热器的低压旁路系统。加上直流锅炉
的参数比较高，需要的金属材料档次相应要提高，其总成本不低于
自然循环锅炉。
经验学习
3
• 6)系统中的汽水分离器在低负荷时起汽水份离作用并维持一 定的水位，在高负荷时切换为纯直流运行，汽水分离器做为 通流承压部件。
• 7)为了达到较高的重量流速，必须采用小管径水冷壁。这样， 不但提高了传热能力而且节省了金属，减轻了炉墙重量，同 时减小了锅炉的热惯性。
• 12)水冷壁可灵活布置，可采用螺旋管圈或垂直管屏水冷 壁。采用螺旋管圈水冷壁有利于实现变压运行。
• 13)超临界压力直流锅炉水冷壁管内工质温度随吸热量而 变，即管壁温度随吸热量而变。因此，热偏差对水冷壁管 壁温度的影响作用显著增大。
• 14)变压运行的超临界参数直流炉，在亚临界压力范围和 超临界压力范围内工作时，都存在工质的热膨胀现象。并 且在亚临界压力范围内可能出现膜态沸腾；在超临界压力 范围内可能出现类膜态沸腾。
• 10)汽温调节的主要方式是调节燃料量与给水量之比，辅助手 段是喷水减温或烟气侧调 节。由于没有固定的汽水份界面， 随着给水流量和燃料量的变化，受热面的省煤段、蒸发段和 过难热。段长度发生变化，汽温经随验学着习 发生变化，汽温调节比较困4
• 11)负荷运行时，给水流量和压力降低，受热面入口的工 质欠焓增大，容易发生水动 力不稳定。由于给水流量降 低，水冷壁流量分配不均匀性增大；压力降低，汽水比容 变化增大；工质欠焓增大，会使蒸发段和省煤段的阻力比 值发生变化。
经验学习
2
直流锅炉
直流锅炉没有汽包，工质一次通过蒸发部分，即循环倍率为1。 直流锅炉的另一特点是在省煤器、蒸发部分和过热器之间没有固定 不变的分界点，水在受热蒸发面中全部转变为蒸汽，沿工质整个行 程的流动阻力均由给水泵来克服。
• 直流锅炉的技术特点 • 1)取消汽包，能快速启停。与自然循环锅炉相比，直流炉从冷态启
再热器出口 集箱标高
过热器出口 集箱标高
67750 6000 47626 42840 46626 73320 72720
7
• 锅炉汽水流程以内置式汽水分离器为界双流程设计。 水冷壁为膜式水冷壁，下部水冷壁及灰斗采用螺旋管 圈，上部水冷壁为垂直管屏。从冷灰斗进口一直到标 高约46.459m的中间混合集箱之间为螺旋管圈水冷壁， 连接至炉膛上部的水冷壁垂直管屏和后水冷壁吊挂管， 然后经下降管引入折焰角和水平烟道侧墙，再引入汽 水分离器。锅炉给水系统配置一台30%容量的电动给 水泵和两台50%容量的汽动给水泵。
• 锅炉启动系统由内置式汽水分离器、储水罐、水位控 制阀和炉水循环泵等组成。下部水冷壁采用螺旋管圈， 上部水冷壁采用一次上升垂直管屏，二者之间用过渡 集箱连接。四只启动分离器，壁厚较薄，温度变化时 热应力小，水冷壁吸热均匀，水动力特性稳定，具有 良好的变压、调峰和启动性能。
经验学习
8
• 汽水分离器出来的蒸汽引至顶棚和包墙系统， 再进入一级过热器，然后流经屏式过热器和 末级过热器。锅炉过热蒸汽汽温控制主要靠 调节“煤水比”和一、二级喷水减温水量。
• 8)水冷壁的金属储热量和工质储热量最小，即热惯性最小， 使快速启停的能力进一步提高，适用机组调峰的要求。但热 惯性小也会带来问题，它使水冷壁对热偏差的敏感性增强。 当煤质变化或炉内火焰偏斜时，各管屏的热偏差增大，由此 引起各管屏出口工质参数产生较大偏差，进而导致工质流动 不稳定或管子超温。
• 9)为保证足够的冷却能力和防止低负荷下发生水动力多值性 以及脉动，水冷壁管内工质的重量流速在MCR负荷时提高到 2000㎏/（㎡·s）以上。加上管径减小的影响，使直流锅炉的 流动阻力显著提高。600MW以上的直流锅炉的流动阻力一般 为5.4MPa～6.0MPa。
超临界直流锅炉设备介绍
讲课人：左兴权
国电双鸭山发电有限公司发电部
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1
超临界机组定义
水的临界压力：22.12 MPa， 临界温度：374.15 ℃
• 超高压机组： 12.7MPa，温度为 535/535℃
• 亚临界机组: 16.7MPa，温度为 538/538℃
• 超临界机组：一般主汽压力24MPa及以上, 主汽和再热汽温度540-580℃
动到满负荷运行，变负荷速度可提高一倍左右。
• 2)适用于亚临界和超临界以及超超临界压力锅炉。 • 3)锅炉本体金属消耗量最少，锅炉重量轻。一台300MW自然循环锅
炉的金属重量约为5500t～7200t，相同等级的直流炉的金属重量仅 有4500t～5680t，一台直流锅炉大约可节省金属2000t。加上省去 了汽包的制造工艺，使锅炉制造成本降低。
• 炉膛为单炉膛，断面尺寸22.18m×15.63m，设 计煤种为双鸭山烟煤，最大连续蒸发量1900 t/h，过热器蒸汽出口温度571℃，再热器蒸汽 出口温度569℃，给水温度283.8℃。
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6
锅炉总图(纵剖图）
经验学习
Baidu Nhomakorabea
顶棚管标 高
水下集标 高
包墙下集箱 标高
给水管道 接口标高
再热器入口 集箱标高
• 15)启停速度和变负荷速度受过热器出口集箱的热应力限 制，但主要限制因素是汽轮机的热应力和胀差。
• 16)直流锅炉要求的给水品质高，要求凝结水进行100％的 除盐处理。
• 17)控制系统复杂，调节装置的费用较高。
经验学习
5
一、锅炉设备整体布置概述
• 国电双鸭山发电有限公司选用哈尔滨锅炉厂有 限责任公司与三井巴布科克（MB）公司合作设 计、制造的超临界本生（Benson）直流锅炉， 型号：HG-1900/25.4-YM3。一次中间再热、变 压运行，带内置式再循环泵启动系统，固态排 渣、单炉膛平衡通风、Π型布置、全钢构架悬吊 结构。
• 4)水冷壁的流动阻力全部要靠给水泵来克服，这部分阻力约占全部 阻力的25％～30％。所需的给水泵压头高，既提高了制造成本，又 增加了运行耗电量。
• 5)直流锅炉启动时约有30％额定流量的工质经过水冷壁并被加热，
为了回收启动工程的工质和热量并保证低负荷运行时水冷壁管内有
足够的重量流速，直流锅炉需要设置专门的启动系统，而且需要设
置过热器的高压旁路系统和再热器的低压旁路系统。加上直流锅炉
的参数比较高，需要的金属材料档次相应要提高，其总成本不低于
自然循环锅炉。
经验学习
3
• 6)系统中的汽水分离器在低负荷时起汽水份离作用并维持一 定的水位，在高负荷时切换为纯直流运行，汽水分离器做为 通流承压部件。
• 7)为了达到较高的重量流速，必须采用小管径水冷壁。这样， 不但提高了传热能力而且节省了金属，减轻了炉墙重量，同 时减小了锅炉的热惯性。
• 12)水冷壁可灵活布置，可采用螺旋管圈或垂直管屏水冷 壁。采用螺旋管圈水冷壁有利于实现变压运行。
• 13)超临界压力直流锅炉水冷壁管内工质温度随吸热量而 变，即管壁温度随吸热量而变。因此，热偏差对水冷壁管 壁温度的影响作用显著增大。
• 14)变压运行的超临界参数直流炉，在亚临界压力范围和 超临界压力范围内工作时，都存在工质的热膨胀现象。并 且在亚临界压力范围内可能出现膜态沸腾；在超临界压力 范围内可能出现类膜态沸腾。
• 10)汽温调节的主要方式是调节燃料量与给水量之比，辅助手 段是喷水减温或烟气侧调 节。由于没有固定的汽水份界面， 随着给水流量和燃料量的变化，受热面的省煤段、蒸发段和 过难热。段长度发生变化，汽温经随验学着习 发生变化，汽温调节比较困4
• 11)负荷运行时，给水流量和压力降低，受热面入口的工 质欠焓增大，容易发生水动 力不稳定。由于给水流量降 低，水冷壁流量分配不均匀性增大；压力降低，汽水比容 变化增大；工质欠焓增大，会使蒸发段和省煤段的阻力比 值发生变化。
经验学习
2
直流锅炉
直流锅炉没有汽包，工质一次通过蒸发部分，即循环倍率为1。 直流锅炉的另一特点是在省煤器、蒸发部分和过热器之间没有固定 不变的分界点，水在受热蒸发面中全部转变为蒸汽，沿工质整个行 程的流动阻力均由给水泵来克服。
• 直流锅炉的技术特点 • 1)取消汽包，能快速启停。与自然循环锅炉相比，直流炉从冷态启
再热器出口 集箱标高
过热器出口 集箱标高
67750 6000 47626 42840 46626 73320 72720
7
• 锅炉汽水流程以内置式汽水分离器为界双流程设计。 水冷壁为膜式水冷壁，下部水冷壁及灰斗采用螺旋管 圈，上部水冷壁为垂直管屏。从冷灰斗进口一直到标 高约46.459m的中间混合集箱之间为螺旋管圈水冷壁， 连接至炉膛上部的水冷壁垂直管屏和后水冷壁吊挂管， 然后经下降管引入折焰角和水平烟道侧墙，再引入汽 水分离器。锅炉给水系统配置一台30%容量的电动给 水泵和两台50%容量的汽动给水泵。
• 锅炉启动系统由内置式汽水分离器、储水罐、水位控 制阀和炉水循环泵等组成。下部水冷壁采用螺旋管圈， 上部水冷壁采用一次上升垂直管屏，二者之间用过渡 集箱连接。四只启动分离器，壁厚较薄，温度变化时 热应力小，水冷壁吸热均匀，水动力特性稳定，具有 良好的变压、调峰和启动性能。
经验学习
8
• 汽水分离器出来的蒸汽引至顶棚和包墙系统， 再进入一级过热器，然后流经屏式过热器和 末级过热器。锅炉过热蒸汽汽温控制主要靠 调节“煤水比”和一、二级喷水减温水量。
• 8)水冷壁的金属储热量和工质储热量最小，即热惯性最小， 使快速启停的能力进一步提高，适用机组调峰的要求。但热 惯性小也会带来问题，它使水冷壁对热偏差的敏感性增强。 当煤质变化或炉内火焰偏斜时，各管屏的热偏差增大，由此 引起各管屏出口工质参数产生较大偏差，进而导致工质流动 不稳定或管子超温。
• 9)为保证足够的冷却能力和防止低负荷下发生水动力多值性 以及脉动，水冷壁管内工质的重量流速在MCR负荷时提高到 2000㎏/（㎡·s）以上。加上管径减小的影响，使直流锅炉的 流动阻力显著提高。600MW以上的直流锅炉的流动阻力一般 为5.4MPa～6.0MPa。