東方600mw超臨界機組鍋爐技術介紹

1、,,,,,,,東方600MW超臨界機組鍋爐技術介紹,二○○三年十二月,東方超臨界本生鍋爐技術來源BHK超臨界直流鍋爐業績東方600MW超臨界鍋爐技術特點東方超臨界本生鍋爐結構設計特點東方超臨界本生鍋爐獨特結構制造特點,主要內容,,DBC/BHK/BHDB,東方超臨界本生鍋爐技術來源BHK超臨界直流鍋爐業績東方600MW超臨界鍋爐技術特點東方超臨界本生鍋爐結構設計特點東方超臨界本生鍋爐獨特結構制造特點,主要內容,,DBC/

2、BHK/BHDB,東方超臨界本生鍋爐技術來源BHK超臨界直流鍋爐業績東方600MW超臨界鍋爐技術特點東方超臨界本生鍋爐結構設計特點東方超臨界本生鍋爐獨特結構制造特點,主要內容,,DBC/BHK/BHDB,東方600MW超臨界機組鍋爐設計指導思想,滿足業主要求鍋爐可用率高、可靠性好鍋爐熱效率高、經濟性好煤種適應性廣變負荷適應能力及調峰能力強鍋爐排放物低,DBC/BHK/BHDB,東方600MW超臨界機組鍋爐技術特點,

3、整體布置成熟可靠 成熟可靠的水冷系統設計 采用世界一流的燃燒 技術和燃燒設備 過熱器和再熱器系統 設計合理 對調峰適應性好 系統設計簡單可靠,,DBC/BHK/BHDB,汽水流程,DBC/BHK/BHDB,整體布置成熟可靠,一.鍋爐布置采用世界上燃煤機組中最普遍、最成功的單爐膛л型布置方式。全鋼架，全懸吊結構。二.爐膛設計合理，采用螺旋管圈+混合集箱+垂直管水冷壁，采用BHK成熟、安全可靠的超臨界本生直流水循環系統

4、。三.采用BHK成熟的SH、RH布置方式。過熱器采用水-煤比和多級噴水調溫，再熱器采用尾部雙煙道擋板加事故噴水調溫四.采用對沖燃燒方式，24～36只HT-NR低NOx燃燒器分三層布置在前后墻。五.采用經優化設計的CE三分倉容克式空預器。,,鍋爐整體布置,,鍋爐深度 ～44.5m 鍋爐寬度 44~49m 大板梁標高 ～82m,,DBC/BHK/BHDB,爐膛設計參數選取合理,1000MW 600MW爐膛

5、寬度 ～28.5m ～19.4～22.4m爐膛深度 ～16m ～15.5m爐膛斷面積 ～440m2 ～300～345m2爐膛高度 ～70m ～58～67m,根據BHK設計經驗，針對不同煤種的著火特性、結渣特性、燃盡特性和粘污特性確定合適的容積熱負荷、斷面熱負荷和爐膛出口煙氣溫度，可有效做到避免爐膛結渣，很好地解決著火穩定性、高效燃燒、擴大煤種適應性。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

6、,,,,,,AAP,,DBC/BHK/BHDB,前后墻3排布置，每層4只～6只，總共24只～36只。組織前后墻對沖燃燒。主燃燒器之上設燃盡風口，燃盡風風口含兩股獨立的氣流，中央部分為非旋轉氣流，外圈為旋轉氣流。,燃燒器布置,采用世界一流的燃燒技術和燃燒設備,DBC/BHK/BHDB,燃燒器布置特點,前后墻對沖燃燒方式，可確保沿爐膛左右兩側有均衡的燃燒性能。 在減少爐膛出口左右兩側煙溫偏差方面，前后墻對沖燃燒方式具有明顯的優勢。

7、,,DBC/BHK/BHDB,燃燒器構造,,在一次風通道中布置煤粉濃縮器，達到穩燃、抑制NOx生成二次風通過燃燒器內同心通道送入爐膛，參與燃燒三次風通道內設有獨立的旋流裝置，從燃燒的不同階段送入爐膛,DBC/BHK/BHDB,著火穩定性好燃燒效率高低負荷穩燃能力強能有效抑制NOx生成,HT-NR燃燒器特點,DBC/BHK/BHDB,著火穩定性好,一次風通道中心設有煤粉濃縮器在燃燒器出口處采用火焰穩燃環回流熱煙氣迅速加熱

8、煤粉，提高了燃燒效率,爐膛和燃燒設備,,DBC/BHK/BHDB,燃燒效率高,采用煤粉濃縮器，并采用穩燃環，使得煤粉著火迅速。分級燃燒，優化配風，促進碳的燃燒。足夠的爐膛容積和上部燃盡空間采用上部燃盡風（AAP）采用較細的煤粉細度,爐膛和燃燒設備,DBC/BHK/BHDB,防止結渣和高溫腐蝕,組織對沖燃燒，邊排燃燒器距側水冷壁距離合適，避免火焰直接刷墻合理組織爐內空氣動力場，燃盡風采用優化的雙氣流結構，中央部位的氣流是非旋轉的

9、氣流，它直接穿透進入爐膛中心，補充燃盡所需空氣。邊部風口采用旋轉氣流，在水冷壁面形成氧化性氣氛，防止發生高溫腐蝕和結渣合理布置吹灰器,爐膛和燃燒設備,DBC/BHK/BHDB,抑制NOx生成,HT-NR燃燒器為單噴口分級燃燒，降低燃料型NOx，燃燒器區域NOx迅速分解。淡煤粉氣流為富氧燃燒，煤粉濃度低，燃燒溫度低，降低熱力型NOx。采用燃盡風，組織全爐膛的分級燃燒，進一步降低NOx生成。,爐膛和燃燒設備,,DBC/BHK/BHDB

10、,BHK HT-NR系列燃燒器運行業績,,DBC/BHK/BHDB,過熱器和再熱器系統設計合理,1. 采用BHK公司超臨界本生直流鍋爐過熱器和再熱器成熟的設計和結構布置方式，具有較寬的負荷變化適應性2. 管子規格和選材按照BHK的設計標準進行壁溫計算和熱力偏差計算，在選材上留有較大裕度3. 合理劃分各級受熱面，嚴格控制各級屏間偏差，受熱面之間采用大口徑管道左右交叉連接4. SH汽溫采用水/煤比和兩級或三級噴水控制，再熱器系統采用尾

11、部擋板調溫，并設有事故減溫器。,DBC/BHK/BHDB,,過熱器和再熱器系統流程圖,,DBC/BHK/BHDB,良好的鍋爐布置與系統設計過熱器再熱器系統吸熱量分配與負荷適應性燃燒器與低負荷穩燃采用本生鍋爐水冷壁系統 螺旋水冷壁，布置內螺紋管，水冷壁壁溫均勻,鍋爐對調峰適應性好,厚壁元件進行疲勞壽命分析 汽水分離器元件 過熱器、再熱器出口集箱 先進的結構設計 大連接管道柔性分析 受熱面與集箱連接管柔性分析,

12、DBC/BHK/BHDB,系統設計簡單可靠,,DBC/BHK/BHDB,,東方超臨界鍋爐技術特點總結,鍋爐總體布置采用BHK成熟的л型結構，也是世界上最廣泛采用的典型結構。爐膛采用帶內螺紋的螺旋管圈+垂直管，工質出口溫度均勻。并且爐膛設計合理，充分滿足各種煤質特性要求。采用世界上最為先進的BHK型NR燃燒技術，并合理確定燃燒器只數及合理布置燃燒器，有效解決煤的著火穩定性、燃盡特性、結渣特性及控制NOX的排放。充分展現NR燃燒器燃燒穩定

13、，燃燒效率高，NOx排放低等突出優點。過熱器、再熱器系統布置合理，能在較大負荷范圍內維持汽溫達到額定值，壁溫選材留有較大裕度，調溫方式成熟可靠。鍋爐具有良好的調峰能力和燃料適應性。采用簡單、成熟、可靠的BHK型本生爐系統。,DBC/BHK/BHDB,東方超臨界本生鍋爐技術來源BHK超臨界直流鍋爐業績東方600MW超臨界鍋爐技術特點東方超臨界本生鍋爐結構設計特點東方超臨界本生鍋爐結構制造特點,主要內容,,DBC/BHK/BH

14、DB,東方超臨界本生鍋爐結構設計特點,水冷系統設計 汽水分離器設計,DBC/BHK/BHDB,水冷系統設計,設計特點螺旋水冷壁設計過渡段水冷壁設計剛性梁設計,,垂直膜式水冷壁,螺旋水冷壁出口集箱,垂直水冷壁進口集箱,螺旋水冷壁出口集箱,垂直水冷壁進口集箱,垂直搭接板,垂直剛性梁,水平剛性梁,螺旋膜式水冷壁,DBC/BHK/BHDB,設計特點,按壁溫計算、應力分析計算結果選用受熱面管及膜式扁鋼材質并留有裕度；包括冷灰斗在內的爐

15、膛下部采用螺旋盤繞水冷壁，上部采用垂直水冷壁，適于變壓運行及鍋爐調峰；水冷壁全為膜式結構，并采用微負壓爐膛設計，爐內煙氣不泄漏；下部螺旋盤繞水冷壁管全部采用內螺紋管，可防止水循環不穩定現象的發生，降低最低質量流速，減小水冷壁流動阻力，可得到更低的最小直流負荷；下部水冷壁與上部水冷壁之間設有過渡段，并設有混合和分配集箱，以及下部螺旋盤繞內螺紋管的采用，水冷壁出口工質溫度偏差小，靜態敏感性??；采用不同的剛性梁支撐結構，剛性梁與水冷壁

16、可相對滑動，自由膨脹，不會產生附加熱應力。,DBC/BHK/BHDB,水冷系統,組成：下部螺旋水冷壁+中間集箱過渡+上部垂直水冷壁等；下部螺旋水冷壁：內螺紋管，Ф38.1，膜式扁鋼開雙坡口；上部垂直水冷壁： 光管，Ф31.8；系統阻力：小于1.83MPa設計核心：①確定管內質量流量，防止傳熱惡化，保證工質出口焓值;②解決螺旋水冷壁爐膛的支撐，即剛性梁的設計；設計難點： ①爐膛冷灰斗設計；④中間集箱過渡段的設計、發貨； ③后墻及

17、折焰角水冷壁設計；,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

18、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,排入冷凝器,來至省煤器,垂直水冷壁,螺旋水冷壁,DBC/BHK/BHDB,螺旋水冷壁設計,水冷壁形式及流體溫度,,螺旋水冷壁設計,優點：減少各管屏的管子數量，提高管內質量流速，避免管壁金屬發生過熱和超溫。在安全范圍內，質量流速可自由選擇。

19、使每根管子都經過爐膛的四面墻，可把管子間的吸熱偏差減至最小程度。缺點：設計、生產復雜，成本較高。,DBC/BHK/BHDB,過渡段水冷壁設計,兩種基本結構形式,,,DBC/BHK/BHDB,剛性梁設計,剛性梁設置是用來保護爐膛水冷壁，不會因受到爐內煙氣壓力的作用而發生變形。 每面墻的每層剛性梁水平上均設有膨脹中心，以此為固定端，即導向點。 螺旋管水冷壁和垂直水冷壁具有不同的剛性梁結構。剛性梁和水冷壁之間相互不直接焊接，可以相對

20、滑動，可防止附加熱應力的產生，保證爐膛安全可靠運行。,,垂直水冷壁剛性梁,,螺旋水冷壁剛性梁,剛性梁由垂直剛性梁和水平剛性梁構成網格結構，剛性梁體系及爐墻等的自重荷載完全由垂直搭接板支吊。垂直搭接板與垂直剛性梁之間用大、小接頭連接，保證了垂直剛性梁與垂直搭接板間的相對滑動。垂直搭接板最上端與垂直水冷壁焊接固定，從而把下部全部荷載傳遞到上部水冷壁。 作用在水冷壁上的爐膛壓力被傳遞到垂直搭接板上，反作用力通過大、小接頭傳遞給垂直剛

21、性梁，最后從垂直剛性梁的頂端和底端傳到水平剛性梁上。,,筒身： Ф900，SA-387Gr11，直段長～2.9m內件：消旋器、阻水裝置封頭：錐形，上下各1引入管：6根，切向引出管：汽（上部）、水（下部）各1根數量：2只/ 臺爐,鍋爐啟動系統,1. 汽水分離器,,DBC/BHK/BHDB,2. 貯水罐,筒身： Ф990，SA-387Gr11，直段長～17m內件：阻水裝置封頭：錐形，上下各1引入管：2根引出管：汽（上部）、

22、水（下部）各1根數量：1只/ 臺爐，考慮水位控制的穩定性,,鍋爐啟動系統,DBC/BHK/BHDB,東方超臨界本生鍋爐技術來源BHK超臨界直流鍋爐業績東方600MW超臨界鍋爐技術特點東方600MW燃煤鍋爐選型建議東方超臨界本生鍋爐結構設計特點東方超臨界本生鍋爐獨特結構制造特點,主要內容,,DBC/BHK/BHDB,東方超臨界本生鍋爐獨特結構制造特點,螺旋水冷壁制造特點汽水分離器制造特點,DBC/BHK/BHDB,螺旋水冷

23、壁制造特點,制造難點：光管與開雙坡口膜式扁鋼焊接要求高，熱輸入量大，變形大。由于為變壓運行本生爐，交變負荷作用下極易產生疲勞開裂，需對一些焊縫修磨減少應力；螺旋角成排彎制時螺旋傾角控制較難；螺旋管屏斜端面和燃燒器開孔部坡口加工較難；螺旋冷灰斗管屏結構復雜，裝配困難，焊接變形大；管徑小，坡口加工要求高。,DBC/BHK/BHDB,螺旋水冷壁制造特點,采取的措施及優勢：膜式壁扁鋼兩側開有雙坡口，角焊縫焊透。并且已經進行了焊

24、接工藝試驗。減少交變負荷變壓運行的熱應力，保證螺旋膜式壁不拉裂。采用12頭MPM自動焊機，保證光管與開坡口扁鋼對稱焊接，減少變形。采用專修磨工具精磨焊縫，表面PT檢查，保證無裂紋。新添了成排臥式彎管機，彎制后排樣校正，保證彎管精度。并且角部彎頭帶走管屏上出廠，可以減少工地焊接一倍。冷灰斗管屏采用大型裝焊工裝，先單根彎制，管子和扁鋼就位后，再對稱施焊組裝成屏，保證管屏尺寸，防止焊接變形。,DBC/BHK/BHDB,汽水分離器制造特

25、點,制造難點：直徑大，管壁厚，封頭形狀復雜，低合金耐熱鋼材質；管接頭為切向斜角布置，裝配、焊接、內孔及坡口加工難度大。采取的措施： 汽水分離器筒身的斜孔按照技術支持方成熟的制造工藝加工；加工管接頭內孔時預留鏜焊根余量，與筒體裝焊時采用定位工裝保證裝焊精度，且采用裝配輔助支架對兩者進行固定，防止焊接變形，裝焊完成后鏜焊根以滿足焊透要求。,DBC/BHK/BHDB,綜述：,通過對國外先進技術的消化吸收，結合本公司對燃煤鍋爐的