2、锅炉主要受热面

四、水冷壁回路
➢炉膛越大，水平方向 水冷壁热负荷分布不 均匀，布置燃烧器的 四角比炉膛中间小， 受热强弱不一，冷却 效果又差异。
➢通常把锅炉每面墙的 水冷壁，划分为若干 个（3-8）循环回路。
➢DG200MW机组锅炉， 24个回路； DG300MW机组锅炉 84个回路
五、折焰角和冷灰斗
折焰角—后墙水冷壁的上部部分管子分叉弯制而成折焰角。 好处： ➢ 提高炉膛上部火焰炉内充满度，使流场更合理 ➢ 改善屏过空气动力特性，增加横向冲刷作用 ➢ 延长水平烟道的长度，便于对流过热器和再热器的布置 ➢ 减少炉膛出口扭转残余
温）
经济性和煤适应性有影响。
2、水冷壁
水冷壁—敷设在锅炉炉膛内壁、由许多并联管子组成的蒸发受热面。 作用：
1.强化传热（辐射传热量与火焰热力学温度的四次方成正比，而对流 传热只与温度的一次方成正比，水冷壁以辐射换热为主）
2.保护炉墙（水冷壁大量吸收高温烟气的热量，可使炉墙附近和炉膛 出口处的烟气温度降低到软化温度ST以下，防止炉墙和受热面结渣）
锅炉主要界限尺寸
ຫໍສະໝຸດ Baidu锅炉深度
mm 44500
顶棚出口集箱
刚性梁
刚性梁
锅炉宽度(外侧柱) mm 44000
刚性梁
刚性梁 刚性梁
锅炉宽度(内侧柱) mm 25000
刚性梁
刚性梁
刚性梁
大板梁标高
mm 85900
刚性梁
刚性梁
低再进口集箱
炉膛宽度
mm 19419.2
炉膛深度
mm 15456.8
顶棚拐点标高
mm 72800
的燃料有关。
一、 光管与膜式水冷壁
1.光管式水冷壁
结构：用外形光滑管子连接排列成平面形成（ s/d= 1-1.1 ，锅炉容量增长速度大于受热面增 长速度，故要密排）。
特点：结构简单，制造成本低，安装、检修方便；管子排列相对较密，受热面利用率高；但 对炉墙保护作用下降。
2.膜式水冷壁
结构：在光管上轧制鳍片管和焊接鳍片管（s/d= 1.2-1.5）。
安全性要求高 • 汽包上下壁、内外壁允许温差为40℃，最大不超过50℃。 • 受热不均会产生热应力：
热应力t — 温差Δt和壁厚S 温差Δt — 温度变化速度（dt/d）
七、其他附件
八、采用螺旋管圈＋垂直 管圈方式
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 壁型式
负荷变化 和煤种变 化适应性
对比
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。
节流圈为针对锅炉某一负荷、某一 采用较高质量流速设计，且进口不需装设节流 煤种而设计。由于节流圈的固有特 圈，螺旋管圈水冷壁的传热、流量分配和介质 性，对所有负荷进行流量合理分配、出口温度等不会受到燃烧器、磨煤机切换等工 调节节流较圈为将困不难可；避机免组地运结行垢一，段偏时离间设，况的影响 。对煤种变化、炉膛结渣以及机组 计值。对煤种变化、炉膛结渣等所 负荷变化所引起的吸热量的变化适应性好，变 引 起 的 炉 膛 热 负 荷 变 化 适 应 性 较 差 。负荷、变压运行能力强
外壳 绝热材料 轧制鳍片管
轧制鳍片管膜式水冷壁 扁钢
光管扁钢焊接鳍片管膜式水冷壁
1.上升管；2. 拉杆；3.耐火 材料；4.绝热 材料；5.外壳
膜式水冷壁
➢ 形式，三种，见p22。 ➢ 加工：轧制和焊接
二、 内螺纹管 ➢ 增强管内扰动，强迫汽泡
脱离管壁，减小热阻，降 低壁温，防止膜态沸腾发 生，保证水循环安全 ➢ 高参数机组采用内螺纹管
主要用于褐煤型锅炉
日本超临界燃煤锅炉均采用此种 布置方式
适合600MW-1050MW超临界燃煤 变压锅炉
-高灰份 缺乏1000MW超临界燃煤变压锅炉经验
结构与安装 具备成熟的结构技术及众多业绩， 需研究大容量超临界锅炉可靠性 可靠性高
性能及运行 煤适应性好（采挡板调节再热汽 再热器采用喷水及燃烧器摆动调温，对
％ / t/h t/h ％ ％ ℃ ℃ ℃
姚孟 83.11 4950 265800 93.72 1.14
57 76 66.4 33.6 27/313 20/327 123/118
阳逻 79.99 4370 232680 93.38 1.14
76 76 55.5 44.5 28/323 21/334 131/126
再热器 再热 过热器 过热 水冷壁 蒸发 省煤器 水加热 空预器 热风
启动分离器→顶棚过热器→包墙过热器→ 低温过热器→ 一级减温→ 屏式 过热器 → 二级减温→ 高温过热器
锅炉基本性能
• 锅炉型号：DG1900/25.4-Ⅱ1 • 装设二台600MW燃煤汽轮发电机组，锅炉为超临界参数变
压直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、 固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。 • 中速磨直吹式制粉系统，配6台磨(1台备用)，装设旋流 式HT-NR3型燃烧器，前后墙布置，对冲燃烧。 • 机组配置2×50％B-MCR汽动调速给水泵和1台30 ％BMCR电动调速给水泵。 • 采用35％B-MCR容量高、低压串联汽机旁路。
内螺纹管和光管传热恶化的 部位和内壁温度
三、卫燃带(销钉式水冷壁)
➢ 卫燃带—在水冷壁局部区域敷设耐火材料 ➢ 目的： • 燃烧着火困难的煤种（贫煤、无烟煤）时减少着火
区域水冷壁吸热量，提高着火区域炉内温度，稳定 着火和燃烧（燃烧区域） • 改变炉膛出口温度，调节蒸汽温度(炉膛上部) ➢ 对象： • 低挥发分不易着火燃料，液态排渣炉，提高蒸温 ➢ 缺点： • 易结渣，影响安全运行 • 防结渣卫燃带：分隔布置
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
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
名称 炉膛容积热负荷 炉膛断面热负荷 燃料耗量 锅炉计算效率(按低位热值) 炉膛出口过剩空气系数 过热器一级减温水喷水量 过热器二级减温水喷水量 过热器侧烟气份额 再热器侧烟气份额 空气预热器一次风进出口温度 空气预热器二次风进出口温度 空气预热器出口 (修正前/修正后)
单位 kw/m3 kw/m2 kg/h
锅炉本体
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。
布置简图
锅炉∏型布置和塔型布置的比较
概念 业绩
世界上烟煤型锅炉典型布置
锅炉主要规范：
名称 过热蒸汽流量 过热器出口蒸汽压力 过热器出口蒸汽温度 再热蒸汽流量 再热器进/出口蒸汽压力 再热器进/出口蒸汽温度 给水省煤器进口温度 计算热效率(按低位发热量) 保证热效率(按低位发热量) 热一/二次风温度 排烟温度(修正前/后)
单位 t/h MPa(g) oC t/h MPa(g) oC oC / / oC oC
600MW超临界机组
技术专题介绍２
锅炉本体结构(1)
郑州电力高等专科学校
杨建华
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
锅炉五大受热面 • 锅炉受热面：是锅炉主要的传热设备，从放
热介质中吸取热量，并传递给吸热介质的表 面。属锅内过程（空预器除外），包括：省 煤器、水冷壁、过热器、再热器、空预器。
3.防止结渣 4.悬吊炉墙
水冷壁护板
➢ 尺寸和材料 • Φ45-60mm无缝钢管和内螺纹管，20G优质锅
炉钢
➢ 结构 • 两端连接上下联箱，管子贴墙布置。
➢ 重要设计参数s/d • 光管：相对节距s/d= 1-1.1，离炉墙e/d=0-0.5 • 膜式水冷壁： s/d= 1.2-1.5 • 相对节距与金属利用率、炉墙保护效果及采用
350Pa 770Pa 909Pa 2257Pa 1150Pa 1950Pa
负荷特性：带基本负荷，并具有一定调峰能力
运行方式：采用定-滑-定方式运行，也可定压方式运行
汽温控制范围：过热汽温35%～100%B-MCR
再热汽温50%～100%B-MCR
炉膛压力：设计压力
±5800Pa
瞬时承受压力 ±8700Pa
锅炉汽、水、烟、风阻力
BMCR工况的阻力情况： 过热器蒸汽侧阻力 顶棚和包墙系统阻力 再热器蒸汽侧阻力 省煤器水侧阻力 水冷壁压降阻力 空气预热器一次风阻力 空气预热器二次风阻力 空气预热器烟气侧阻力 锅炉本体烟气阻力（含空预器） 燃烧器一次风阻 燃烧器二次风阻力
1.068MPa 0.696MPa 0.19MPa 0.087MPa 1.619MPa
➢ 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
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
冷灰斗—对固态排渣锅炉在炉膛下部水冷壁向内弯 曲形成，前后侧成50-55度角，两侧垂直。
➢ 作用：聚集、冷却，并自动排出灰渣。
➢ 固态出渣：水封、沙封，干出渣。
➢ 下向膨胀节点。
六、汽包
锅炉汽包是电站锅炉最大、最重要的一个部件，也是主要受压部件。 高压以上汽包内经1600-1800mm，相应壁厚80-150mm，长度14m30m，重量-300t。
结构：
1.筒身：由钢板卷制焊接制成。 2.封头：用钢板模压制成，焊接 于筒身，封头中部有椭圆形或圆 形人孔门，以备安装和检修时工 作人员进出。 3.管座：汽包上的管孔，并焊上 短管。 4.内含蒸汽分离净化装置等
作用 1.加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽和大致分界点； 2.具有一定的蓄热能力，适应外界负荷变化； 3.蒸汽净化处理； 4.外接附件保证锅炉工作安全，水位计、安全阀、压力表、事故放水等
特点：气密性好，减少炉膛漏风，改善燃烧，降低锅炉的排烟热损失；增加传热面积，减少 高价钢材；减轻炉墙厚度和重量，降低成本；蓄热少，锅炉启动速度加快；炉膛抗爆能力增 强；可成片安装，便于悬吊，缩短工期；制造、检修工艺复杂。（对炉墙具有良好的保护作 用，不用高温耐火材料，只需轻质保温材料降低炉墙质量，蓄热量只是使用耐高温材料锅炉 的1/4左右，燃烧室升温和降温速度快，使启动和停运过程缩短）
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。
锅炉启动时间：冷态启动
7～8小时
温态启动
2～3小时
热态启动
1～1.5小时
极热态
＜1小时
水冷壁前上集箱 顶棚进口集箱 二级过热器汇集集箱 过热器二级减温器 二级过热器进口集箱 三级过热器进口集箱 三级过热器出口集箱 水冷壁凝渣管束 水冷壁后墙出口集箱
高再进口集箱 高再出口集箱 后竖井前墙集箱 再热器减温器 低再出口集箱 再热器减温器 后竖井吊挂管集箱 后竖井中隔墙集箱 一级过热器出口集箱 后竖井吊挂管集箱 后竖井后墙集箱 顶棚出口集箱
B-MCR 1900 25.4 571 1613.8
4.6/4.41 322/569
283 93.72
313/327 123/118
BRL 1797.95
25.2 571 1523.8 4.34/4.16 315/569 279 93.8 93.49 310/322 121/115
锅炉主要性能参数（BMCR)
水平烟道深
mm 5486.4
后竖井低温再热器 mm 6604 烟道深度
后竖井低温过热器 mm 8331.2 烟道深度
水冷壁下集箱标高 mm 5800
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