东方600MW超临界机组锅炉技术介绍

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去中压缸 去高压缸
⑨ ⑥
⑩ ⑿
汽水流程 ① 省煤器


② 炉膛下部水冷壁 (螺旋水冷壁) ③ 炉膛上部水冷壁
⑤ ④ ③ ①

④ 折焰角水冷壁 ⑤ 汽水分离器 / 贮水罐 ⑥ 顶棚 ⑦ 包墙 ⑧ 低温过热器

去冷凝器 来自高压给水加热器 来自高压缸
⑨ 屏式过热器 ⑩ 末级过热器 ⑾ 低温再热器 ⑿ 高温再热器
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水冷系统设计
垂直膜式水冷壁
螺旋水冷壁出口集箱
螺 旋 膜 式 水 冷 壁
垂直水冷壁进口集箱 螺旋水冷壁出口集箱

垂直水冷壁进口集箱

设计特点 螺旋水冷壁设计 过渡段水冷壁设 计 刚性梁设计
水平刚性梁 垂直刚性梁 垂直搭接板
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设计特点

• • • •
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系统设计简单可靠
高温过热器
喷水
屏式过热器
再热器 高温再热器
高压旁路阀
低压旁路阀
疏水阀
喷水
初级过热器 低温过热器
喷水
低温再热器
喷水
高压缸
HP
IP
LP
低压缸
中压缸
喷水
汽水分离器
冷凝器
水 水 冷 冷 壁 壁
省煤器 省煤器
汽水分离器储水罐
水位控制阀
启动排污
冷凝水泵 冷凝水净化器
高压 高压 加热器 加热器
尽风采用优化的双气流结构,
中央部位的气流是非旋转的气 流,它直接穿透进入炉膛中心,
直接刷墙
补充燃尽所需空气。边部风口
采用旋转气流,在水冷壁面形 成氧化性气氛,防止发生高温
• 合理布置吹灰器
腐蚀和结渣
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炉膛和燃烧设备
抑制NOx生成
未燃尽碳 NOx
• HT-NR燃烧器为单喷口分级

烟气温度.
水冷壁出口介 质温度 烟气热流
Flow
四角切向燃烧方式
前后墙对冲燃烧方式
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燃烧器构造
•在一次风通道中布置
煤粉浓缩器,达到稳 燃、抑制NOx生成
•二次风通过燃烧器内
同心通道送入炉膛, 参与燃烧
•三次风通道内设有独
立的旋流装置,从燃 烧的不同阶段送入炉 膛
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过热器和再热器系统流程图
去中压缸 去高压缸
⑾ ⑩ ② ① ⑤ ⑥ ⑧ ③ ⑨


来自高压加热器

来自高压缸
①汽水分离器 ⑥末级过热器
百度文库
②顶棚过热器 ⑦低温再热器
③包墙过热器 ⑧高温再热器
④低温过热器
⑤屏式过热器
⑨过热器一级减温器
⑩过热器二级减温器
⑾再热器减温器
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600MW 93.05
设计92.6% 运行95.15%
1000MW 94.07
设计93.01% 运行95.47%
1000MW 96.07
设计93.47% 运行94.93%
投运时间 锅炉效率
最低不投油 设计30%ECR 设计35%ECR 设计35%ECR 设计30%ECR 运行30%ECR 运行35%ECR 运行25%ECR 运行30%ECR 稳燃负荷 NOx排放值 设计175 运行77-167 (ppm)
设计170 运行87 设计180 运行64-138 设计180 运行128-180
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过热器和再热器系统设计合理
• 1. 采用BHK公司超临界本生直流锅炉过热 • •
器和再热器成熟的设计和结构布置方式, 具有较宽的负荷变化适应性 2. 管子规格和选材按照BHK的设计标准进 行壁温计算和热力偏差计算,在选材上留 有较大裕度 3. 合理划分各级受热面,严格控制各级屏 间偏差,受热面之间采用大口径管道左右 交叉连接 4. SH汽温采用水/煤比和两级或三级喷水 控制,再热器系统采用尾部挡板调温,并 设有事故减温器。

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主要内容
东方超临界本生锅炉技术来源 BHK超临界直流锅炉业绩 东方600MW超临界锅炉技术特点 东方超临界本生锅炉结构设计特点 东方超临界本生锅炉独特结构制造特点

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主要内容
东方超临界本生锅炉技术来源 BHK超临界直流锅炉业绩 东方600MW超临界锅炉技术特点 东方超临界本生锅炉结构设计特点 东方超临界本生锅炉独特结构制造特点
根据BHK设计经验,针对不同煤种的着火特 性、结渣特性、燃尽特性和粘污特性确定合适 的容积热负荷、断面热负荷和炉膛出口烟气温 度,可有效做到避免炉膛结渣,很好地解决着 火稳定性、高效燃烧、扩大煤种适应性。
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炉膛三维模拟(1)
采用世界一流的燃烧技术和燃烧设备
炉膛尺寸
墙 前
15.5 m

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东方600MW超临界机组锅炉 设计指导思想
满足业主要求 锅炉可用率高、可靠性好 锅炉热效率高、经济性好 煤种适应性广 变负荷适应能力及调峰能力强 锅炉排放物低

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东方600MW超临界机组 锅炉技术特点
整体布置成熟可靠 成熟可靠的水冷系统设计 采用世界一流的燃烧 技术和燃烧设备 过热器和再热器系统 设计合理 对调峰适应性好 系统设计简单可靠
锅炉整体布置
锅炉深度 锅炉宽度 大板梁标高
~44.5m
44~49m
~82m
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炉膛设计参数选取合理
1000MW 600MW
~19.4~22.4m
~15.5m ~300~345m2 ~58~67m
AAP
炉膛宽度 炉膛深度 炉膛断面积 炉膛高度
~28.5m
~16m ~440m2 ~70m
燃尽区
燃烧,降低燃料型NOx,燃
烧器区域NOx迅速分解。
停留时间
燃尽风口
NO 还原区
• 淡煤粉气流为富氧燃烧,煤
粉浓度低,燃烧温度低,降 低热力型NOx。
燃烧器
燃烧器
主燃区
• 采用燃尽风,组织全炉膛的
分级燃烧,进一步降低NOx
燃烧器
生成。
NOx、未燃尽碳量
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BHK HT-NR系列燃烧器运行业绩

垂直水冷壁 来至省煤器
螺旋水冷壁
排入冷凝器
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螺旋水冷壁设计
水冷壁形式及流体温度
水冷壁出口 流体温度 热负荷分布
流向
流向
流向
流向
燃烧器
燃烧器
燃烧器
燃烧器
前墙
侧墙
后墙
侧墙
前墙
侧墙
后墙
侧墙
垂直上升水冷壁
螺旋上升水冷壁
螺旋水冷壁设计
优点:


减少各管屏的管子数量,提高管内质量流速,避免管 壁金属发生过热和超温。 在安全范围内,质量流速可自由选择。 使每根管子都经过炉膛的四面墙,可把管子间的吸热 偏差减至最小程度。
HT-NR燃烧器特点

着火稳定性好 燃烧效率高 低负荷稳燃能力强 能有效抑制NOx生成
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炉膛和燃烧设备
着火稳定性好

一次风通道中心设有煤粉浓 缩器 在燃烧器出口处采用火焰稳 燃环 回流热烟气迅速加热煤粉, 提高了燃烧效率


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炉膛和燃烧设备 燃烧效率高
负荷:B-MCR 烟气温度分布
Fron t Fron t Fron t
燃烧器布置

左侧 墙
0
1,800。 ・
后 墙
前后墙3排布置,每层4只~ 6只,总共24只~36只。 Plane X
Y = 47
右侧墙

组织前后墙对冲燃烧。
67.0 m
燃尽风口

燃烧器
Y
主燃烧器之上设燃尽风口, 燃尽风风口含两股独立的气 Plane X Y = 18 流,中央部分为非旋转气流, 外圈为旋转气流。
设计、生产复杂,成本较高。
缺点:

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过渡段水冷壁设计
垂直膜式壁
两种基本结构形式
螺旋水冷壁出口集箱
.4 19 m
Z
X
X:离前墙的距离 Y:离炉膛底部的距离 Z:离左侧墙的距离
Plane Y-Z X = 3.0 m
Plane X Plane X-Y DBC/BHK/BHDB Y = 13 Z = 8.1 m
燃烧器布置特点
前后墙对冲燃烧方式, 可确保沿炉膛左右两侧 有均衡的燃烧性能。 在减少炉膛出口左右两 侧烟温偏差方面,前后 墙对冲燃烧方式具有明 显的优势。
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主要内容
东方超临界本生锅炉技术来源 BHK超临界直流锅炉业绩 东方600MW超临界锅炉技术特点 东方超临界本生锅炉结构设计特点 东方超临界本生锅炉结构制造特点

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东方超临界本生锅炉 结构设计特点
水冷系统设计 汽水分离器设计

采用煤粉浓缩器,并采用稳燃环,
使得煤粉着火迅速。
分级燃烧,优化配风,促进碳的燃烧。 足够的炉膛容积和上部燃尽空间 采用上部燃尽风(AAP) 采用较细的煤粉细度
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炉膛和燃烧设备
防止结渣和高温腐蚀
• 组织对冲燃烧,边排燃烧器距
侧水冷壁距离合适,避免火焰
• 合理组织炉内空气动力场,燃
东方600MW超临界机组锅炉
技术介绍
高温 高温 再热器
过热器 屏式
过热器
储水罐
低温
再热器 低温 过热器 省煤器
空预器
一次 风机
二○○三年十二月
主要内容
东方超临界本生锅炉技术来源 BHK超临界直流锅炉业绩 东方600MW超临界锅炉技术特点 东方超临界本生锅炉结构设计特点 东方超临界本生锅炉独特结构制造特点

按壁温计算、应力分析计算结果选用受热面管及膜式扁 钢材质并留有裕度; 包括冷灰斗在内的炉膛下部采用螺旋盘绕水冷壁,上部 采用垂直水冷壁,适于变压运行及锅炉调峰; 水冷壁全为膜式结构,并采用微负压炉膛设计,炉内烟 气不泄漏; 下部螺旋盘绕水冷壁管全部采用内螺纹管,可防止水循 环不稳定现象的发生,降低最低质量流速,减小水冷壁 流动阻力,可得到更低的最小直流负荷; 下部水冷壁与上部水冷壁之间设有过渡段,并设有混合 和分配集箱,以及下部螺旋盘绕内螺纹管的采用,水冷 壁出口工质温度偏差小,静态敏感性小; 采用不同的刚性梁支撑结构,刚性梁与水冷壁可相对滑 动,自由膨胀,不会产生附加热应力。
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水冷系统
组成:下部螺旋水冷壁+中间集箱过渡+ 上部垂直水冷壁等; 下部螺旋水冷壁:内螺纹管,Ф38.1,膜 式扁钢开双坡口; 上部垂直水冷壁: 光管,Ф31.8; 系统阻力:小于1.83MPa 设计核心:①确定管内质量流量,防止 传热恶化,保证工质出口焓值;②解决螺 旋水冷壁炉膛的支撑,即刚性梁的设计; 设计难点: ①炉膛冷灰斗设计;④中间 集箱过渡段的设计、发货; ③后墙及折 焰角水冷壁设计;
锅炉对调峰适应性好
良好的锅炉布置与系统 厚壁元件进行疲劳
设计 寿命分析
过热器再热器系统吸热量分 配与负荷适应性 燃烧器与低负荷稳燃 汽水分离器元件 过热器、再热器出口集箱
采用本生锅炉水冷壁系

螺旋水冷壁,布置内螺纹 管,水冷壁壁温均匀
先进的结构设计
大连接管道柔性分析 受热面与集箱连接管柔 性分析
给水控制阀
除氧器 除氧器
低压加 低压 加热器 热器
锅炉给水泵
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东方超临界锅炉技术特点总结
1. 锅炉总体布置采用BHK成熟的л型结构,也是世界上最广 泛采用的典型结构。炉膛采用带内螺纹的螺旋管圈+垂直管, 工质出口温度均匀。并且炉膛设计合理,充分满足各种煤 质特性要求。 采用世界上最为先进的BHK型NR燃烧技术,并合理确定燃 烧器只数及合理布置燃烧器,有效解决煤的着火稳定性、 燃尽特性、结渣特性及控制NOX的排放。充分展现NR燃烧 器燃烧稳定,燃烧效率高,NOx排放低等突出优点。 过热器、再热器系统布置合理,能在较大负荷范围内维持 汽温达到额定值,壁温选材留有较大裕度,调温方式成熟 可靠。 锅炉具有良好的调峰能力和燃料适应性。 采用简单、成熟、可靠的BHK型本生炉系统。
电 厂 容 量
碧南发电厂 能代发电厂 新地发电厂 松浦发电厂 (2#) (1#) (1#) (2#)
700MW 92.06
设计93.04% 运行94.52%
原町发电厂 (2#)
1000MW 98.07
设计90.04% 运行92.23% 设计35%ECR 运行14.5%ECR 设计230 运行120-169
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整体布置成熟可靠
一.锅炉布置采用世界上燃煤机组中最 普遍、最成功的单炉膛л型布置方 式。全钢架,全悬吊结构。 二.炉膛设计合理,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。 三.采用BHK成熟的SH、RH布置方式。 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 四.采用对冲燃烧方式,24~36只HTNR低NOx燃烧器分三层布置在前后墙。 五.采用经优化设计的CE三分仓容克式 空预器。
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