最新MW超临界压力锅炉1
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对于超临界变压运行锅炉，螺旋管 圈水冷壁是首先应用于超临界变压运行 锅炉的水冷壁型式。 ➢ 炉膛水冷壁采用螺旋管圈＋垂直管圈 方式【即下部炉膛的水冷壁采用螺旋管 圈（内螺纹管），上部炉膛的水冷壁为 垂直】，保证质量流速符合要求。 ➢ 水冷壁采用全焊接的膜式水冷壁 ➢ 水冷壁采用一次中间混合联箱来实现 螺旋管至垂直水冷壁管的过渡
内螺纹管结构
螺旋管圈+内螺纹管 漩涡效果 > 重力作用
管子内表面充满了液体
下部螺旋水冷壁管屏带弯头出厂
现场水冷壁的布置图
冷灰斗
螺旋管圈水冷壁
性能优越、成熟可靠的水冷壁
自由选择管子尺寸和数量：
➢布置与选择管径灵活，易于
获得足够的质量流速
螺旋管圈水冷壁所需管子根数 和管径，可通过改变管子水平倾斜 角度来调整，使之获得合理的设计 值，以确保锅炉安全运行与水冷壁 自身的刚性。
-
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
主 蒸 汽 流 量 , t/h
质
量
流
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(速k
g
2
/ sm)
技术特点：
➢采用管螺旋管圈
控制合理的设计平均质量流速， 防止亚临界状态下的传热恶化，提 高高负荷下的安全裕度。
➢选取较高的质量流速
较高的流速可以确保更高的传热 性能和流动可靠性，确保水冷壁有 较高的安全性和较大的安全裕度。
结论：通过采用内螺纹管及选取合适的质量流
速，水冷壁安全裕度得到极大的提高，汽水阻
力仅增加约10%。
内螺纹螺旋管圈水冷壁: 管间吸热偏差小，适应变压运行
水冷壁出口 介质温度
热负荷
流向
流向
燃烧器
前墙
侧墙
燃烧器
后墙
侧墙
垂直管布置水冷壁
燃烧器
前墙
侧墙
燃烧器
后墙
侧墙
螺旋上升式水冷壁
螺旋管在盘旋上升的过程中，每根管子都经过炉膛下部高热负 荷区域的整个周界，途经宽度方向不同热负荷分布的区域。因 此，螺旋管的每个管子，以整个长度而言，热偏差很小
前 墙侧 墙后 墙侧 墙
燃烧器布置对水冷壁热负荷的影响
过渡段水冷壁
• 螺旋水冷壁前墙、两侧墙出口管全 部抽出炉外
• 后墙出口管则是4抽1根管子直接上 升成为垂直水冷壁后墙凝渣管，另 3根抽出到炉外
• 抽出炉外的所有管子均进入24根螺 旋水冷壁出口集箱，由22根连接管 从螺旋水冷壁出口集箱引入位于锅 炉左右两侧的两个混合集箱 （Φ444.5×95，SA335P12）混合 后，再通过22根连接管从混合集箱 引入到24根垂直水冷壁进口集箱， 然后由垂直水冷壁进口集箱引出光 管形成垂直水冷壁管屏，垂直光管 与螺旋管的管数比为3：1。
内螺纹螺旋管圈水冷壁: 不需设置水冷壁进口节流圈
垂直水冷壁 + 内螺纹管
螺旋水冷壁 + 内螺纹管
炉膛水冷壁型式
流量调整困难 (进口节流圈)
采用高质量流速，且质量流速可 以自由调整。
负荷变化 和煤种变 化适应性
对比
节流圈为针对锅炉某一负荷、某一煤种而设计。 由于节流圈的固有特性，对所有负荷进行流量 合理分配、调节较为困难；机组运行一段时间， 节流圈将不可避免地结垢，偏离设计值。对煤 种变化、炉膛结渣等所引起的炉膛热负荷变化 适应性较差。
管子根数大大减少，而且这种 减少水冷壁管子根数的办法不加大 管子之间的节距，使管子和肋片的 金属壁温在任何工况下都安全。
内螺纹螺旋管圈水冷壁: 采用内螺纹管，提高水冷壁安全裕度
压 , 力 M P a g
3 0 % M C R 5 0 ％T H A 70% TH A
BR L M CR
35
4 ,5 0 0
• 螺旋水冷壁管全部采用六头、上升角60°的内 螺纹管，共456根，管子规格Φ38.1×7.5，材 料为SA-213T2。
• 炉膛冷灰斗处管子节距为50.8及49.827mm， 冷灰斗以外的中部螺旋盘绕管圈，倾角为 19.471°，管子节距50.8 mm。
• 冷灰斗管屏、螺旋管屏膜式扁钢厚δ6.4，材料 为15CrMo，均采用双面坡口型式。
水冷壁结构
• 炉膛宽为19419.2mm • 深度为15456.8mm • 高度为67000mm • 整个炉膛四周为全焊式膜式水
冷壁，炉膛由下部螺旋盘绕上 升水冷壁和上部垂直上升水冷 壁两个不同的结构组成，两者 间由过渡水冷壁转换连接，炉 膛角部为R150 mm圆弧过渡 结构。
• 炉膛冷灰斗的倾斜角度为55°， 除渣口的喉口宽度为1.2432米
采用较高质量流速设计，且进口不需装设节流圈，螺旋管圈 水冷壁的传热、流量分配和介质出口温度等不会受到燃烧器、 磨煤机切换等工况的影响 。对煤种变化、炉膛结渣以及机组
负荷变化所引起的吸热量的变化适应性好，变负荷、变压运 行能力强
螺旋水冷壁管
• 炉膛下部水冷壁（包括冷灰斗水冷壁、中部螺 旋水冷壁）都采用螺旋盘绕膜式管圈，从水冷 壁进口到折焰角水冷壁下标高52608.9 mm处。
锅炉本体三维动画
1.总体布置
采用П型布置形式
П型布置是传统普遍采用的方式， 烟气由炉膛经水平烟道进入尾部烟 道，在尾部烟道通过各受热面后排 出。
其主要优点是锅炉高度较低， 尾部烟道烟气向下流动有自生吹灰 作用，各受热面易于布置成逆流形 式，对传热有利等。
2. 水冷壁
采用螺旋管圈＋垂直管圈 方式
30 省煤器进口压力
过热器出口压力 25
设计平均
20
质量流速
4 ,0 0 0 3 ,5 0 0 3 ,0 0 0 2 ,5 0 0
15
2 ,0 0 0
10 光管
足S u够f f的ic 裕ie n量t M a r g in 1 ,5 0 0
1 ,0 0 0
5 临界质量流速
500 内螺纹管
0
Tu b e
MW超临界压力锅炉1
锅炉本体结构
• 1.总体布置 • 2.水冷壁 • 3.启动分离器 • 4.过热器 • 5.再热器 • 6.省煤器 • 7.空气预热器
锅炉性能保证值 (设计煤种)
1 锅炉B-MCR出力1900t/h 2 锅炉保证热效率（按低位发热量）93.49% 3 不投油最低稳燃负荷不大于35%B-MCR 4 烟、风压降实际值与设计值的偏差不大于10% 5 过热器、再热器、省煤器的实际水、汽侧压降数值不 超过保证值。 6 过热蒸汽在35～100%B-MCR范围内，再热蒸汽在50～ 100%B-MCR范围内能维持其额定汽温；汽温允许偏差为 ±5℃。 7 NOX的排放量不高于400mg/Nm3
内螺纹管结构
螺旋管圈+内螺纹管 漩涡效果 > 重力作用
管子内表面充满了液体
下部螺旋水冷壁管屏带弯头出厂
现场水冷壁的布置图
冷灰斗
螺旋管圈水冷壁
性能优越、成熟可靠的水冷壁
自由选择管子尺寸和数量：
➢布置与选择管径灵活，易于
获得足够的质量流速
螺旋管圈水冷壁所需管子根数 和管径，可通过改变管子水平倾斜 角度来调整，使之获得合理的设计 值，以确保锅炉安全运行与水冷壁 自身的刚性。
-
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
主 蒸 汽 流 量 , t/h
质
量
流
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(速k
g
2
/ sm)
技术特点：
➢采用管螺旋管圈
控制合理的设计平均质量流速， 防止亚临界状态下的传热恶化，提 高高负荷下的安全裕度。
➢选取较高的质量流速
较高的流速可以确保更高的传热 性能和流动可靠性，确保水冷壁有 较高的安全性和较大的安全裕度。
结论：通过采用内螺纹管及选取合适的质量流
速，水冷壁安全裕度得到极大的提高，汽水阻
力仅增加约10%。
内螺纹螺旋管圈水冷壁: 管间吸热偏差小，适应变压运行
水冷壁出口 介质温度
热负荷
流向
流向
燃烧器
前墙
侧墙
燃烧器
后墙
侧墙
垂直管布置水冷壁
燃烧器
前墙
侧墙
燃烧器
后墙
侧墙
螺旋上升式水冷壁
螺旋管在盘旋上升的过程中，每根管子都经过炉膛下部高热负 荷区域的整个周界，途经宽度方向不同热负荷分布的区域。因 此，螺旋管的每个管子，以整个长度而言，热偏差很小
前 墙侧 墙后 墙侧 墙
燃烧器布置对水冷壁热负荷的影响
过渡段水冷壁
• 螺旋水冷壁前墙、两侧墙出口管全 部抽出炉外
• 后墙出口管则是4抽1根管子直接上 升成为垂直水冷壁后墙凝渣管，另 3根抽出到炉外
• 抽出炉外的所有管子均进入24根螺 旋水冷壁出口集箱，由22根连接管 从螺旋水冷壁出口集箱引入位于锅 炉左右两侧的两个混合集箱 （Φ444.5×95，SA335P12）混合 后，再通过22根连接管从混合集箱 引入到24根垂直水冷壁进口集箱， 然后由垂直水冷壁进口集箱引出光 管形成垂直水冷壁管屏，垂直光管 与螺旋管的管数比为3：1。
内螺纹螺旋管圈水冷壁: 不需设置水冷壁进口节流圈
垂直水冷壁 + 内螺纹管
螺旋水冷壁 + 内螺纹管
炉膛水冷壁型式
流量调整困难 (进口节流圈)
采用高质量流速，且质量流速可 以自由调整。
负荷变化 和煤种变 化适应性
对比
节流圈为针对锅炉某一负荷、某一煤种而设计。 由于节流圈的固有特性，对所有负荷进行流量 合理分配、调节较为困难；机组运行一段时间， 节流圈将不可避免地结垢，偏离设计值。对煤 种变化、炉膛结渣等所引起的炉膛热负荷变化 适应性较差。
管子根数大大减少，而且这种 减少水冷壁管子根数的办法不加大 管子之间的节距，使管子和肋片的 金属壁温在任何工况下都安全。
内螺纹螺旋管圈水冷壁: 采用内螺纹管，提高水冷壁安全裕度
压 , 力 M P a g
3 0 % M C R 5 0 ％T H A 70% TH A
BR L M CR
35
4 ,5 0 0
• 螺旋水冷壁管全部采用六头、上升角60°的内 螺纹管，共456根，管子规格Φ38.1×7.5，材 料为SA-213T2。
• 炉膛冷灰斗处管子节距为50.8及49.827mm， 冷灰斗以外的中部螺旋盘绕管圈，倾角为 19.471°，管子节距50.8 mm。
• 冷灰斗管屏、螺旋管屏膜式扁钢厚δ6.4，材料 为15CrMo，均采用双面坡口型式。
水冷壁结构
• 炉膛宽为19419.2mm • 深度为15456.8mm • 高度为67000mm • 整个炉膛四周为全焊式膜式水
冷壁，炉膛由下部螺旋盘绕上 升水冷壁和上部垂直上升水冷 壁两个不同的结构组成，两者 间由过渡水冷壁转换连接，炉 膛角部为R150 mm圆弧过渡 结构。
• 炉膛冷灰斗的倾斜角度为55°， 除渣口的喉口宽度为1.2432米
采用较高质量流速设计，且进口不需装设节流圈，螺旋管圈 水冷壁的传热、流量分配和介质出口温度等不会受到燃烧器、 磨煤机切换等工况的影响 。对煤种变化、炉膛结渣以及机组
负荷变化所引起的吸热量的变化适应性好，变负荷、变压运 行能力强
螺旋水冷壁管
• 炉膛下部水冷壁（包括冷灰斗水冷壁、中部螺 旋水冷壁）都采用螺旋盘绕膜式管圈，从水冷 壁进口到折焰角水冷壁下标高52608.9 mm处。
锅炉本体三维动画
1.总体布置
采用П型布置形式
П型布置是传统普遍采用的方式， 烟气由炉膛经水平烟道进入尾部烟 道，在尾部烟道通过各受热面后排 出。
其主要优点是锅炉高度较低， 尾部烟道烟气向下流动有自生吹灰 作用，各受热面易于布置成逆流形 式，对传热有利等。
2. 水冷壁
采用螺旋管圈＋垂直管圈 方式
30 省煤器进口压力
过热器出口压力 25
设计平均
20
质量流速
4 ,0 0 0 3 ,5 0 0 3 ,0 0 0 2 ,5 0 0
15
2 ,0 0 0
10 光管
足S u够f f的ic 裕ie n量t M a r g in 1 ,5 0 0
1 ,0 0 0
5 临界质量流速
500 内螺纹管
0
Tu b e
MW超临界压力锅炉1
锅炉本体结构
• 1.总体布置 • 2.水冷壁 • 3.启动分离器 • 4.过热器 • 5.再热器 • 6.省煤器 • 7.空气预热器
锅炉性能保证值 (设计煤种)
1 锅炉B-MCR出力1900t/h 2 锅炉保证热效率（按低位发热量）93.49% 3 不投油最低稳燃负荷不大于35%B-MCR 4 烟、风压降实际值与设计值的偏差不大于10% 5 过热器、再热器、省煤器的实际水、汽侧压降数值不 超过保证值。 6 过热蒸汽在35～100%B-MCR范围内，再热蒸汽在50～ 100%B-MCR范围内能维持其额定汽温；汽温允许偏差为 ±5℃。 7 NOX的排放量不高于400mg/Nm3