超临界600MW锅炉系统及运行的介绍

LNASB旋流燃烧器简图
4.3 制粉系统
制粉系统采用中速磨冷一次风直吹系统，每炉配6 台磨煤机，B-MCR工况下5台运行，一台备用。每台磨煤 机供布置于前(或后墙)一层的LNASB燃烧器，燃烧器喷 口数量与磨煤机数量相匹配，前后墙各3层(共6层LNASB 型燃烧器)，每层布置5只（对应一台磨煤机）。 煤粉细度按200目筛通过量为75%。煤粉均匀性系数 为1.1。
汽水系统剖面图
锅炉烟风系统图
热 一 次 风 冷 一 次 风 至密封风机入口 烟囱
M M
M
1号一次风机
M
M
M
M
脱 硫 装 置
M
M
M
M
M M
M
M
M
M
空 气 预 热 器
M
M
1号送风机
M
M
M
（
M
风 箱 四 层
（
（
包 括 燃 烬 风
密封风机来滤网反冲洗
（
1号引风机
炉 膛
包 风 括 箱 燃 四 烬 层 风
尾 部 受 热 面
HG—1890/25.4— HG—1890/25.4—YM4 型锅炉系统及运行
主要内容：
一、直流锅炉简介 二、主要技术规范 三、锅炉系统流程 四、设备结构特点 五、直流锅炉运行
1 直流锅炉简介
1.1 三种常见锅炉
自然循环锅炉: 蒸发受热面内的工质,依靠下降管中的 水与上升管中的汽水混合物之间的密度差所产生的 压力差进行循环的锅炉。（见图1） 强制循环锅炉: 蒸发受热面内的工质除了依靠水与汽 混合物的密度差之外,主要依靠锅水循环泵的压头进 行循环的锅炉.（见图2） 直流锅炉: 依靠给水泵的压头,一次通过锅炉各受热面 产生蒸汽的锅炉,称为直流锅炉。（见图3）
图1
图2
图3
自然循环锅炉
强制循环锅炉
直流锅炉
1.2 超临界、超超临界机组定义
水的临界压力：22.12 MPa 水的临界温度：374.15 ℃ 超临界机组：一般主汽压力24MPa及以上,主汽和 再热汽温度540-560℃(效率比亚临界机组高约2%） 超超临界机组：一般主汽压力28MPa及以上,主汽和 再热汽温度580℃以上(效率比超临界机组高约4%)
Байду номын сангаас
2.2.4.12 省煤器入口联箱至过热器出口的工质总压降不 大于3.47 MPa(按B-MCR工况计算)。 2.2.4.13 再热器蒸汽侧的压降不大于0.19 MPa(按B-MCR 工况计算)。 2.2.4.14 锅炉两次大修间隔大于5年。 2.2.4.15 燃烧器防磨件及省煤器防磨板等使用寿命大于 50000小时。 2.2.4.16 喷水减温器的喷咀使用寿命大于80000小时。 2.2.4.17 锅炉各主要承压部件按200,000运行小时设计寿 命计算，其使用寿命大于30年，受烟气磨损的低温对流 受热面的使用寿命达到100000小时，空气预热器的冷段 蓄热元件的使用寿命不低于50000小时。
螺旋管圈的悬吊是由均匀附着在管壁外的张力板实 现的。张力板在四面墙均匀布置，协助螺旋管圈承受其 自重和其它附加在螺旋管圈的载荷，张力板从冷灰斗的 下部一直延伸到螺旋管圈和垂直管屏的过渡区。螺旋管 圈和垂直管屏的过渡区是一个结构较复杂的部位，在此 处既要实现螺旋管圈向垂直管屏的过渡，又要完成螺旋 管圈的载荷向垂直管屏的均匀传递。在过渡区，螺旋管 圈的张力板与焊接在垂直管屏鳍片上的梳形板连接，将 荷载传递给垂直管屏。
启动工况 设计次数 300 寿命消耗率% 3
冷 态
温 态
2000 5000
13
热 态
33
极热态
500
3
负荷阶跃 合 计
12000
——
7
59
3 锅炉系统流程
3.1 锅炉的汽水流程以内置式汽水分离器为界设计，从冷 灰斗进口一直到标高43.966m的中间混合集箱之间为螺 旋管圈水冷壁，再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。从汽水分离器出来的蒸汽引 至顶棚和包墙系统，再进入低温过热器中，然后再流经 屏式过热器和高温过热器。 3.2 再热器分为低温再热器和高温再热器两段布置，低温 再热器布置于尾部双烟道中的前部烟道，末级再热器布 置于水平烟道中并逆、顺流混合换热系统。 3.3 锅炉汽水系统和烟风具体流程见下图
2.2.2 BRL工况
过热蒸汽： 最大连续蒸发量 1860 t/h 额定蒸汽压力 25.3 MPa.g 额定蒸汽温度 569 ℃ 再热蒸汽： 蒸汽流量 1560 t/h 进/出蒸汽压力 4.33/4.13 MPa.g 进/出蒸汽温度 313/569 ℃ 给水温度: 280 ℃
2.2.3 主要技术参数
2
主要技术规范
宁德发电公司2台600MW超临界燃煤发电机组工程配 置哈尔滨锅炉厂生产的HG-1890/25.4-YM4型超临界变压 运行直流锅炉，锅炉形式为一次再热、单炉膛、前后墙 对冲燃烧方式、尾部双烟道结构、采用挡板调节再热汽 温、固态排渣、平衡通风、全钢构架、露天布置、全悬 吊结构Π型布置。锅炉设计煤种为山西大同塔山矿洗精 煤，以东胜纳林庙烟煤作为校核煤种；正常点火及助燃 用油为零号轻柴油，油枪采用机械雾化；灰渣采用分除 方式，除灰采用气力干除灰，渣脱水后由汽车运输至灰 渣场；烟气脱硫采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺。
4.2 煤粉燃烧器
4.2.1 燃烧稳定、温度场均匀的墙式燃烧系统 墙式燃烧系统采用旋流燃烧器，具有自稳燃能力和 较大的调节比，在炉膛中布置的节距较大，相邻的燃烧 器之间不需要相互支持；燃烧器的布置为对称方式，沿 炉膛宽度方向的热量输入均匀分布，因而在炉膛上部及 水平烟道的过热器、再热器区域的烟气温度也更加均匀， 避免了锅炉出口温度偏差及高温区受压元件的蠕变和腐 蚀，有效抑制了结渣。
2.2.4.20 锅炉在冷态、温态、热态及极热态下启动时的 寿命消耗见下表。启动采用定—滑—定方式。在使用 年限内，启动分离器、过热器集箱等厚壁元件每次启 动寿命消耗不大于70%。以上计算是按GB9288标准进行 计算的。
注：寿命损耗按启动分离器和末级过热器出口集箱分别进 行计算，并取较大值。
锅炉寿命消耗表
2.2.4.7 过热器和再热器温度控制范围 过热汽温在30%～100% B-MCR、再热汽温在50%～100%BMCR负荷范围时，蒸汽温度保证稳定在额定值，偏差 不超过±5℃。
2.2.4.8 锅炉燃烧室的承压能力 锅炉燃烧室的设计承压能力大于±5800Pa，当燃烧室突 然灭火内爆，瞬时不变形承载能力不低于±9800Pa。 2.2.4.9 在炉膛出口水平烟道两侧对称点温差不超过 50℃。若实测超过该值时，任何受热面保证不超温， 锅炉厂将免费采取措施解决。 2.2.4.10 过热器和再热器两侧出口的汽温偏差分别小于 5℃和10℃。 2.2.4.11 锅炉炉墙、热力设备及管道等的保温表面温度 在锅炉正常运行条件下，当环境温度(距保温表面1m处 空气温度)小于等于27℃时，不超过50℃；当环境温度 大于27℃时，保温表面温度允许比环境温度高25℃。
M
M s
电除尘
S M
M
M M
2号送风机 空 气 预 热 器
M M
2号引风机 电除尘
M
M
M
M
2号一次风机
M
热 一 次 风
冷 一 次 风
4 设备结构特点
4.1 水冷壁系统
炉膛下部水冷壁和冷灰斗全部采用螺旋管圈，上部水 冷壁采用垂直管屏，螺旋管圈和垂直管屏之间采用中间混 合集箱过渡连接。为降低螺旋管圈工质流动和因燃烧器喷 口弯管而引起的不平衡，在最顶层燃烧器的上方布置了环 绕炉膛四周的压力平衡集箱，其与每根螺旋水冷壁管相连， 确保水冷壁出口获得均匀的温度。 螺旋管水冷壁的螺旋管倾角为17.89°，倾角的选择 充分考虑了汽水分层、传热恶化的影响。锅炉最低直流负 荷为30% B-MCR。
2.2.4.18 锅炉的启动时间(从点火到机组带满负荷)， 保证与汽轮机相匹配，并满足以下要求： 冷态起动 6～8 小时 温态起动 3～4 小时 热态起动 1.5～2 小时 极热态起动 ＜1.5 小时
2.2.4.19 锅炉机组在30年的寿命期间，允许的启停次 数不少于下述值： 冷态 300 次 温态 2000 次 热态 5000 次 极热态 500 次 负荷阶跃(10%汽轮机额定功率) 12000 次
4.2.2
煤粉旋流燃烧器(LNASB)
本锅炉配置三井巴布科克公司(Mitsui Babcock)的低 NOx轴向旋流煤粉燃烧器(Low NOx Axial Swirl Burner – LNASB)，结构见下图。燃烧方式采用前后墙对冲燃烧。前、 后墙上各布置3层燃烧器，每层各有5只LNASB燃烧器，总共 30只。在最上层煤粉燃烧器上方，前后墙各布置1层燃尽风 口，每层布置5只，共10只燃尽风口。一次风喷口采用了防 止烧坏和磨损的合金材料SUS310或1Cr20Ni14Si2制造，燃 烧器内部与煤粉接触部位都敷设了耐热的高铬耐磨材料。 燃烧器间距为3622.5m，燃烧器与侧墙的距离为3848.5m。 点火方式为二级点火，高能电火花点燃轻柴油，轻柴油 火焰点燃煤粉。油枪采用简单机械雾化。
锅炉启动系统图
启动分离器
启 动分 离器的数量为 4只 ，圆形的 筒体结构 ，外径为 φ610mm，壁厚为65mm，高度为9.4m，材料为WB36，直立式布 置在锅炉的前上方，6根引入管以15°倾角沿圆周切向引入启 动分离器，启动分离器的结构见下图。 分离器上设水位测点、压力测点、内外壁温度测点、放 气、疏水接头等。 启动系统中的调节阀充分考虑前后压差大的特点，具有 良好的调节特性，能抗汽蚀、防泄漏、达到ANSI V级，能承 受高压差。所有调节阀在各种起动工况下，满足不同组合运 行方式时排放流量的要求。 截止阀能承受高压差，关闭严密、不泄漏。