MW超临界锅炉武汉大学

➢ 水冷壁及水循环系统特性 ➢ 启动旁路系统特性
二、设计考虑与布置特点
➢ 设计指导原则 ➢ 布置特点
三、变压运行优点
第六章 超临界锅炉的结构
总体特点：
锅炉布置采用单炉膛л型布置方式。全钢架，全悬吊结
构。
炉膛采用螺旋管圈+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。
➢ 一次垂直上升管屏式（UP型） ➢ 炉膛下部多次上升、炉膛上部一次上升管屏式（FW型） ➢ 螺旋围绕上升管屏式
一次垂直上升管屏式（UP型）
FW型
螺旋围绕上升管屏式
§3 本机组特点
一、结构与技术特性
➢ 本厂600MW机组采用的是DG1950/25.4型直流锅炉 。是东 方锅炉（集团）股份有限公司与日本巴布科克-日立公司及 东方-日立锅炉有限公司合作设计、联合制造的600MW超临 界本生直流锅炉。该锅炉为超临界参数变压直流本生型锅 炉，一次再热，前后墙对冲燃烧，单炉膛，尾部双烟道结 构，采用挡板调节再热汽温，固态排渣，全钢构架，全悬 吊结构，平衡通风，露天布置。
过渡段水冷壁管子规格Φ38.1×6.7，材料为SA-213T2。
过渡段水冷壁结构简图
上部水冷壁管屏
• 上部炉膛水冷壁与常规炉膛水冷壁没有差异 • 采用结构和制造较为简单的垂直管屏，垂直管屏管子规格
为Φ31.8×8.2，节距50.8； 膜式扁钢厚δ6，材料为SA-387Gr2 水冷壁出口工质汇入上部水冷壁出口集箱，后由连接管引
解决炉膛周界和质量流速之间矛盾的方法一般有下述四种： （1）采用小管径和多次混合的水冷壁 （2）水冷壁采用工质再循环（低倍率和复合循环锅炉） （3）采用多次上升垂直管圈型水冷壁 （4）采用螺旋管圈型水冷壁。
• 螺旋盘绕水冷壁管全部采用内螺纹管
优点： 既适合于变压运行及锅炉调峰，又便于支吊和经济
水冷壁总体结构
螺旋水冷壁管屏
• 螺旋水冷壁管均为六头、上升角60°的内螺纹管，456 根， 管子规格Φ38.1×7.5，材料SA-213T2。
• 冷灰斗的倾斜角度为55°，除渣喉口宽度为1.2432米。 • 冷灰斗处管子节距为50.8、49.827mm，中部螺旋管倾角为
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
采用对冲燃烧方式，24只HT-NR低NOx燃烧器分三层布
置在前后墙。
采用经优化设计的CE三分仓容克式空预器。
水汽流程
§1 蒸发受热面 一、水冷壁结构
➢ 水冷壁结构特点 • 下部螺旋盘绕上升， 从水冷壁进口到折焰角下一定距
离（标高52608.9 mm）处。 • 上部垂直上升 • 均为膜式壁结构 • 两者间由过渡水冷壁转换连接
➢ 拉姆辛型，即水平围绕上升管圈式式
垂直上升管屏式
1-垂直管屏；2-过热器；3-外置式过渡区；4-省煤器；5-空气预热器； 6-给水如口；7-过热蒸汽出口；8-烟气出口
回带管屏式
1-水平回带管屏；2-垂直回带管屏；3-过热蒸汽出口；4-过热器； 5-外置式过渡区；6-省煤器；7-给水入口；8-空气预热器；9-烟气出口
6. 启动过程特点
① 设有启动旁路 ② 启动速度快 ③ 在启动过程中，有工质膨胀现象 ④ 启动一开始，必须建立启动流量和启动压力
7. 设计、制造、安装特点
① 直流锅炉适用于任何压力 ② 蒸发受热面可以任意布置 ③ 节省金属 ④ 制造方便
§2 蒸发受热面主要形式 一、早期采用的形式
➢ 本生型，即多次串联垂直上升管屏式 ➢ 苏尔寿式，即多行程迂回管屏式
5. 控制调节过程特点
• 直流锅炉对自动控制系统要求高，原因如下
① 负荷变动时，直流锅炉的蓄热能力较低，依靠自身炉水 和金属蓄热或放热来减缓汽压波动的能力较低
② 直流锅炉必须同时调节给水量和燃料量，以保证物质平 衡和能量平衡，才能稳定汽压和汽温。所以直流锅炉对 燃料量和给水量的自动控制系统要求高。
19.471°，管子节距50.8 mm。 • 螺旋水冷壁管屏膜式采用双面坡口扁钢，厚度δ6.4，材 料
15CrMo。
冷灰斗结构
过渡段水冷壁管屏
从倾斜布置的水冷壁转换到垂直上升的水冷壁就需要过渡 结构，即过渡段水冷壁。
螺旋水冷壁出口管几乎每间隔1根管子直接上升成为垂 直水冷壁，另1根抽出到炉外，进入螺旋水冷壁出口集 箱，再由连接管从螺旋水冷壁出口集箱引入到垂直水冷 壁进口集箱，由垂直水冷壁进口集箱拉出两倍引入螺旋 管数量的管子进入垂直水冷壁，螺旋管与垂直管的管数 比为3：1。这种结构的过渡段水冷壁可以把螺旋水冷壁 的荷载平稳地传递到上部水冷壁。
➢管内三类受热面无固定分界点
qLrsd Gi qLzfd Gr
( KW ) ( KW )
Lgr L Lrs Lzf ( KW )
G – 工质流量
i – 工质进口欠焓
q – 管子平均热负荷 r – 蒸发潜热 d – 管内径
Kg KJ/Kg KW/m2 KJ/Kg m
➢沿直流锅炉管子工质的状态和参数不断变化
二、直流锅炉的特点 1. 本质特点
无汽包 工质一次通过各受热面，强迫流动 受热面无固定界限
2. 水冷壁中工质流动特点
受热不均对流动影响 水动力多值性 有脉动现象 给水泵压头大；
3. 传热过程特点
• 在水冷壁中工质干度 x 由0 化一定出现
1，因此第二类传热恶
4. 热化学过程接管引入启动分离器
二、螺旋管圈水冷壁的特点
➢ 在—定的炉膛周界情况下，如采用垂直布置的水冷壁 管，其管子根数基本固定，管子直径不能过细，为了 保证水冷壁管子的安全，必须保证一定的工质流量， 所以垂直管圈的质量流速大小是受到严格限制的。
➢ 容量较小的直流锅炉水冷壁往往存在着单位容量炉膛 周界尺寸过大，水冷壁管子内难以保证足够的质量流 速
水平围绕管圈式
1-省煤器；2-炉膛进水管；3-水分配集箱；4-燃烧器；5-水平围绕管圈； 6-汽水混合物出口集箱；7-对流过热器；8-壁上过热器；9-外置式过渡区；10-空气
预热器
二、现代直流锅炉采用的形式 由于锅炉向大容量、高参数发展；采用了膜式水冷 壁；滑参数运行和给水处理技术发展。因此直流锅 炉形式有了很大的变化。