超临界锅炉举例.ppt
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1、超临界机组锅炉举例一.华润常熟二电厂600MW机组1952T/H超临界锅炉,主要介绍内容,(一)锅炉总体简介,1.锅炉型式,锅炉为超临界参数变压运行直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、前后墙对冲燃烧、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构型燃煤锅炉,燃用神府东胜煤、混煤及大同煤,型号HG-1950/25.4-YM1哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三井巴布科克技术生产,锅炉整体布置图,冷灰斗,燃烧器,省煤器,屏式过热器,一级过热器,末级过热器,低温再热器,高温再热器,空预器,炉膛及水冷壁,锅炉整体布置,2.锅炉整体布置,水冷壁为膜式水冷壁,下部水冷壁及灰斗采用螺旋管圈,上部水冷壁为垂直管屏。从炉膛
2、出口至锅炉尾部,烟气依次流经上炉膛的屏式过热器、末级过热器、水平烟道中的高温再热器,然后至尾部双烟道中烟气分两路,一路流经前部烟道中的立式和水平低温再热器、省煤器,一路流经后部烟道的一级过热器、省煤器,最后进入下方的两台回转式空气预热器。,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,逆、顺流混合换热。,主要参数,锅炉热力特性,锅炉燃煤设计煤种为神府东胜煤,校核煤种1为混煤,校核煤种2为大同煤。煤质分析数据如下:,锅炉设计条件,锅炉压力负荷曲线,锅炉负荷效率曲线,锅炉及炉后剖面图,锅炉本体,脱硫塔,电除尘,输煤皮带,制粉系统,省煤
3、器,炉膛水冷壁采用焊接膜式壁,中下部为螺旋上升管圈,上部为垂直管屏。炉膛断面尺寸为22187mm15632mm 水冷壁管型都为光管。水冷壁总受热面积:4260 m2 水冷壁水容积:67 m3,炉膛与水冷壁,炉膛与水冷壁,给水经省煤器加热后进入外径为219mm、材料 为SA-106C的水冷壁下集箱,经水冷壁下集箱进 入冷灰斗水冷壁。冷灰斗的角度为55,下部 出渣口的宽度为1400mm。灰斗部分的水冷壁由水 冷壁下集箱引出的436根直径38mm、壁厚为 6.5mm、材料为SA-213T12、节距为53mm的管子组 成的管带围绕成,经过灰斗拐点后,管带以17.893的倾角继续盘 旋上升。螺旋管圈水冷
4、壁在标高43.61m处通过直 径为219mm、材料为SA-335 P12的中间集箱转 换成垂直管屏,垂直管屏由1312根31.8mm、材 料为SA-213 T12、节距为57.5mm的管子组成,垂 直管屏(包括后水吊挂管)出口集箱的30根引出 管与2根下降管相连,下降管分别连接折焰角入 口集箱和水平烟道侧墙的下部入口集箱,折焰角由384根44.56、节距为57.5mm的管子 组成,其穿过后水冷壁形成水平烟道底包墙,然 后形成4排水平烟道管束与出口集箱相连。水平 烟道侧墙由78根44.56mm的管子组成,其出 口集箱与烟道管束共引出24根168mm的连接管 与4只启动分离器相连,汽水混合物在其中
5、分离。,过热器系统,经四只汽水分离器引出的蒸汽进入外径为219mm的顶棚入口集箱,顶棚过热器由192根63.5mm、材料为SA-213 T12、节距为115mm的 管子组成,管子之间焊接6mm厚的扁钢,另一端接至外径为219mm顶棚出口集箱。顶棚出口集箱同时与后烟道前墙和后烟道顶棚相 接,后烟道顶棚转弯下降形成后烟道后墙,后烟道前、后墙与后烟 道下部环形集箱相接,并连接后烟道两侧包墙。侧包墙出口集箱的24根168mm引出管与后烟道中间隔墙入口集箱相接,隔墙向下引至隔墙出口集箱,隔墙出口集箱与一级过热器相连。除烟道隔墙的 管径为57mm外,烟道包墙的其余管子外径均为44.5mm,一级过热器布置于
6、尾部双烟道中的后部烟道中,由3段水平管组和1段立式管组组成,第1、2段 水平过热器沿炉宽布置190片、横向节距为115 mm,每片管组由4根578mm、材料为 SA-213 T12的管子绕成。至第3段水平过热器,管组变为95片,横向节距为230mm,每片管组由8根516.6mm、材料为SA-213 T12的管子绕成,立式一级过热器采用相同的管子和节距,并引至出口集箱。,经一级过热器加热后,蒸汽经2根508mm的连接管和一级喷水减温器进入屏式过热器入口汇集集箱。屏式过热器布置在上炉膛,沿炉宽方向共有30片管屏,管屏间距为690mm。每片管屏由28根并联管弯制而成,管子的直径为38mm,根据管子的
7、壁温不同,入口段材质为SA-213 T91,外圈管及出口段采用SA-213 TP347H。从屏式过热器出口集箱引出的蒸汽,经2根左右交叉的直径为508mm连接管及二级喷水减温器,进入末级过热器。,末级过热器位于折焰角上方,沿炉宽方向排列共30片管屏,管屏间距为690mm。每片管组由20根管子绕制而成,管子的直径为44.5mm,材质为SA-213 T91。蒸汽在末级过热器中加热到额定参数后,经出口集箱和主蒸汽导管进入汽轮机,过热器进、出口集箱之间的所有连接管道均为两端引入、引出,并进行左右交叉,确保蒸汽流量在各级受热面中的均匀分配,避免热偏差的发生,过热器相关数据,低温再热器,低温再热器布置于尾
8、部双烟道的前部烟道中,由3段水平管组和1段立式管组组成。1、2、3段水平再热器沿炉宽布置190片、横向节距为115mm,每片管组由5根管子绕成,1、2段的管子规格为63.54.3mm、材料为SA-210C,3段的管子规格为574.3mm、材料为SA-209T1a。立式低温再热器的片数变为95片,横向节距为230mm,每片管组由10根管子组成,管子规格为574.3mm、材料为SA-213 T22。,高温再热器,高温再热器布置于水平烟道内,与立式低温再热器直接连接,逆顺混合换热布置。高温再热器沿炉宽排列95片,横向节距为230mm,每片管组采用10根管,入口段管子为574.3mm、材料为SA-21
9、3 T22,其余管子为514.3mm、材料为SA-213 T91。,再热器相关数据,汽温调节装置,过热器系统设有两级喷水减温器,每级减温器均为2只。一级喷水减温器装在一级过热器和屏式过热器之间的管道上,外径为508mm,壁厚为84mm,材料为SA-335 P12;二级喷水减温器装在屏式过热器和末级过热器之间的管道上,外径为508mm壁厚为68mm,材料为SA-335 P91,再热蒸汽的汽温调节主要采用尾部烟气挡板调温,本锅炉在低温再热器入口管道配置2只事故喷水减温器,减温器的外径为610mm,壁厚为25mm,材料为SA-106C。过热器配置两级喷水减温装置,左右分别调节。,过热器一级喷水减温水
10、量(BMCR)为58.5T/H;二级喷水减温水量(BMCR)为58.5T/H。总流量不超过BMCR工况8过热蒸汽流量。,再热器喷水减温总流量约为2再热蒸汽流量(BMCR工况)。,旋流燃烧器及布置,LNASB煤粉燃烧器,旋流煤粉燃烧器布置方式,旋流燃烧器结构原理,燃烧器喉部,燃烧器设计原理,增大挥发份从燃料中释放出来的速率,以获得最大的挥发物生成量;,在燃烧的初始阶段除了提供适量的氧以供稳定燃烧所需要以外,尽量维持一个较低氧量水平的区域,以最大限度地减少NOx生成;,控制和优化燃料富集区域的温度和燃料在此区域的驻留时间,以最大限度地减少NOx生成;,增加煤焦粒子在燃料富集区域的驻留时间,以减少煤
11、焦粒子中氮氧化物释出形成NOx的可能;,及时补充燃尽所需要的其余的风量,以确保充分燃尽,三井巴布科克公司(Mitsui Babcock)的经验表明旋流燃烧器的喉口设计对燃烧器性能(火焰稳定性、燃烧器区域结渣的控制等)和整个炉膛都有十分重要的影响。三井巴布科克公司(Mitsui Babcock)所有新设计的LNASB燃烧器都安装有一只专门设计的喉口。这个喉口有合理的旋角;喉口前缘由炉膛水冷壁管环绕;喉口表面镶衬光洁的、导热性能良好的碳化硅砖,不仅耐高温、耐磨,而且与普通耐火材料相比能够大大降低喉口表面的温度,有助于防止喉口部位结渣。大量运行经验表明,采用这种结构的喉口可以完全消除燃烧器喉口区域的
12、结渣。,(三)锅炉汽水流程,(四)锅炉启动系统,本锅炉配有容量为35%B-MCR的启动系统,以与锅炉水冷壁最低质量流量相匹配,启动系统为内置式启动分离系统,包括四只启动分离器、一只贮水箱、水位控制阀、截止阀、管道及附件等组成,启动分离器为圆形筒体结构,直立式布置,分离器的设计除考虑汽水的有效分离,防止发生分离器蒸汽带水现象以外,还考虑启动时汽水膨胀现象,分离器带贮水箱,锅炉配置启动循环泵,启动系统简图,启动分离器结构示意图,一根轴向蒸汽引出管,一根轴向饱和水引出管,6根汽水混合物引入管,分离器尺寸规格为900110,直段高度2.890m,材质SA-387Gr11C12数量为两个。经水冷壁加热以
13、后的工质分别由6根连接管沿切向逆时针向下倾斜15进入两分离器,分离出的水通过连接管进入分离器下方的贮水罐。分离器内设有阻水装置和消旋器。,启动分离器贮水罐结构简图,贮水罐,启动分离器贮水罐的尺寸规格为990120,直段高度17m,数量一个。启动分离器和贮水罐端部均采用日立-巴布科克(BHK)有丰富运行经验的成熟的锥形封头结构,封头均开孔与连接管相连。,贮水罐,贮水罐,启动系统功能,锅炉给水系统和水冷壁及省煤器的冷态和温态水冲洗,并将冲洗水通过扩容器和冷凝水箱排入冷却水总管,满足锅炉冷态、温态、热态、和极热态启动的需要,直到锅炉达到35BMCR最低直流负荷,由在循环模式转入直流方式运行为止,只要
14、水质合格,启动系统可完全回收工质及其所含的热量,在最低直流负荷以下运行时,贮水箱出现水位,将根据水位的高低自动打开相应的水位调节阀,进行炉水再循环,启动系统优点,在启动过程中回收热量和工质,提高经济性。,开启循环泵进行水冲洗。采用再循环泵系统,可以用较少的冲洗水量与再循环流量之和获得较高的水速,达到冲洗的目的,再锅炉启动初期,渡过汽水膨胀期后,锅炉不排水,节省工质和热量,汽水分离器采用较小壁厚,热应力低,可使锅炉启动、停炉灵活,锅炉结构及设计特点,锅炉结构特点,本锅炉中、下部水冷壁采用螺旋管圈,上部水冷壁 采用一次上升垂直管屏,二者之间用过渡集箱连接 螺旋管圈的同一管带中的各管子以相同方式从下
15、到 上绕过炉膛的角隅部分和中间部分,水冷壁吸热均 匀,管间热偏差小,使得水冷壁出口的介质温度和 金属温度非常均匀。因此,螺旋管圈水冷壁能适应 炉内燃烧工况的变化。,锅炉下部炉膛水冷壁及灰斗采用螺旋管圈,在各种负荷下均有足够的冷却能力,并能有效地补偿沿炉膛周界上的热偏差,水动力特性稳定;采用多只启动分离器,壁厚较薄,温度变化时热应力小,适合于滑压运行,提高了机组的效率,延长了汽机的寿命。在螺旋管圈水冷壁部分采用可膨胀的带张力板垂直刚性梁系统,下部炉膛和冷灰斗的荷载传递给部垂直水冷壁,保证锅炉炉膛自由向下膨胀。,锅炉结构特点,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
16、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。,锅炉结构特点,锅炉结构特点,高温受热面采用小集箱和短管接头的 布置,集箱口径小壁厚薄,降低了热 应力和疲劳应力,提高了运行的可靠 性。,锅炉结构特点,布置于上炉膛的屏式过热器采用膜式管屏 末端技术,使管屏平整防止结焦、挂渣。,锅炉结构特点,燃烧器喉口设计采用水冷壁让管加强喉口冷却,并采用高导热性的、光滑的碳化硅砖敷设喉口表面,以降低燃烧器喉部耐火层表面温度,抑制燃烧器区域的结焦。,锅炉结构特点,锅炉尾部采用双烟道,根据再热汽温的 需要,调节烟道下方的烟气挡板来改变 流过低温再热器和低温过热器的
17、烟气量 的分配,从而实现调节再热汽温的目的。,锅炉设计特点,锅炉设计特点,良好的变压、备用和再启动性能,燃烧稳定、温度场均匀的墙式燃烧系统,墙式燃烧系统的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;墙式燃烧系统的燃烧器布置为对称方式,沿炉膛宽度方向的热量输入均匀分布,因而在上炉膛及水平烟道的过热器、再热器区域的烟气温度也更加均匀,避免高温区受压元件的蠕变和腐蚀,有效抑制结渣。,锅炉性能要求,锅炉带基本负荷并参与调峰,锅炉变压运行,采用定滑定的方式,压力负荷曲线与汽轮机相匹配。,过热汽温在35100BMCR、再热汽温在50100BMCR负荷范围
18、内,保持在额定值,温度偏差不超过5,锅炉在燃用设计煤种时,能满足负荷在不大于锅炉的30BMCR时不投油长期安全稳定运行,并在最低稳燃负荷及以上范围内满足自动化投入率100的要求。,锅炉燃烧室的设计承压能力不低于5800Pa,当燃烧室突然灭火内爆,瞬时不变形承载能力不低于8700Pa。,二.1000MW机组超超临界锅炉(以上海外三电厂为主),引进超超临界锅炉技术特征,容量:800MW1000MW 压力:25.4MPa30.0MPa 温度:540605oC/569615oC 炉型:塔式炉 燃烧方式:四角切圆燃烧(单炉膛单切圆)水冷壁形式:螺旋管 启动系统:主要有简单疏水系统;带再循环泵;带热交换器
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