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1、1华能营口电厂二期工程 2600MW 超超临 界机组设计特点摘要：华能营口电厂二期工程 2600MW 超超临界机组，是我国最先投运的600MW 级超超临界机组，本文介绍锅炉设备及其系统在系统拟定、设备选型和主厂房布置等方面的设计特点。关键词：超超临界 锅炉 经济性 主厂房布置 1 概述 华能营口电厂二期工程安装两台 600MW 超超临界机组，三大主机由哈尔滨三大动力厂引进日本三菱技术设计制造。两台机组分别于 2007 年 8 月 31 日及 10 月14 日移交生产，通过投产后运行实践，两台机组各项指标达到设计要求 2 锅炉设计特点 2.1 锅炉型式 锅炉为超超临界参数、单炉膛、一次中间再热、
2、平衡通风、墙式切圆燃烧、紧身封闭结构、固态排渣、全钢构架、带启动循环泵、全悬吊结构 型变压运行直流炉。 锅炉型号：HG-1795/26.15-YM1 型 锅炉主要热力参数见下表： 名 称 单位 2BMCRBRL35%BMCR过热蒸汽流量 t/h17951622628过热器出口蒸汽压力 MPa(g)26.1525.9612.87过热器出口蒸汽温度 605605605再热蒸汽流量 3t/h14641331513再热器进口蒸汽压力 MPa(g)4.844.391.69再热器出口蒸汽压力 MPa(g)4.624.191.61再热器进口蒸汽温度 3503383334再热器出口蒸汽温度 603603579
3、省煤器进口给水温度 293286229预热器出口一次风温度 340333285预热器出口二次风温度 3465340286排烟温度（未修正） 13012795排烟温度（修正后） 124121105燃料消耗量 t/h23521798计算热效率（按低位发热量） %693.7293.8494.23保证热效率（按低位发热量） %93.22 截面热负荷 MW/m24.64.21.8容积热负荷 kW/m3847733燃烧器区域热负荷 7kW/m213901280550一次风率 %24.525.932.3炉膛出口过剩空气系数 -1.151.151.502.2 锅炉设备主要设计特点 营口电厂锅炉采用引进日本三菱
4、公司技术生产的超超临界锅炉，采用正方形单炉膛、 型布置、悬吊结构。燃烧器布置为墙式切圆燃烧方式。水冷壁采用垂直管圈。1) 采用改进型的内螺纹管垂直水冷壁，以减少水冷壁沿各墙宽的工质温度和管子壁温的偏差，最低直流负荷降至 25BMCR，可降低锅炉启动给水泵和锅炉启动8循环泵容量。 2) 在保证水冷壁出口工质必需的过热度的前提下，采用较低的水冷壁出口温度（437），并把汽水分离器布置于顶棚、包墙系统的出口。 3) 汽温调节手段的多样化，除过热器采用三级六点的喷水外，直流运行时主要靠改变煤/水比来调节过热汽温，再热汽温主要调节手段为烟气分配挡板，而以燃烧器摆动作为辅助调节手段，再热器还加装事故喷水减
5、温装置，过热器采用三级喷水。 4) 锅炉启动系统采用带炉水再循环泵的启动系统。 5) 墙式切向燃烧相对于四角燃烧具有较强的低负荷能力，并可防止烟气偏差。 6) 独特的 PM 燃烧器能有效抑制 NOX 的排放，自身的着火能力强，能保证较高的燃烧效率。 7) 过热蒸汽温度是通过煤水比进行控制，即对于相同的给水流量（即相同的蒸汽流量）当入炉煤量增加时，过热蒸汽温度就升高；而入炉燃料量减少时，过热蒸汽温度降低，与带汽包的循环锅炉相比，过热蒸汽温度的调节和控制相对容易，有效防止过热器超温。 8) 再热器采用尾部分隔烟道烟气挡板调温，通过调节尾部竖井前后烟道挡板的开度来控制前后烟道（再热器烟道和过热器烟道
6、）的烟气分配比例，在不同负荷调节再热器的吸热量。当负荷过时，可辅以调整过量空气系数来增加再热器的对流吸热量。在再热器入口设有事故喷水减温器，当因故引起再热蒸汽入口温度意外升高时，可通过该减温器保护再热器。可有效防止再热器超温。 3 设计条件 3.1 煤质资料 9本工程设计及校核煤种均为山西晋北烟煤。 煤质及灰成分分析见下表： 煤质分析 项 目 符号 单位 设计煤质 校核煤质 工业 分 析 收到基水分 Mar%10.29310.74空气干燥基水分 10Mad%1.531.59收到基灰分 Aar%21.941029.73干燥无灰基挥发份 Vdaf%33.33530.24收到基低位发热值 Qnet,
7、arMJ/kg22.032.091119.962kcal/kg52685004774可磨性系数 HGI-53.4445.32灰变形温度 DT 11371170灰软化温度 12ST 12691295灰融化温度 FT 13901340元素 分 析 收到基碳 Car%55.6347.07收到基氢 Har%3.29133.09收到基氧 Oar%7.507.93收到基氮 Nar%0.860.94收到基硫 St,ar%0.490.50灰 成 份 分 析 表14名 称 符 号单 位设计煤种校核煤种二氧化硅SiO2%49.86三氧化二铝Al2O3%15.84三氧化二铁Fe2O3%1522.37氧化钙CaO%2
8、.84三氧化硫SO3%1.06氧化镁MgO%0.87氧化钾K2O16%2.02氧化钠Na2O%2.02二氧化钛TiO2%1.38其它%1.743.2 点火及助燃油 锅炉点火和低负荷助燃采用 0#轻柴油。 本期工程不增设新的燃油泵房，但须在一期燃油泵房增设 1 台供油泵，其与一期17工程的 1 台 -65/35-500 型电动油泵互为 100%容量备用，锅炉的点火及助燃油通过这 2 台供油泵加压后，经过供油母管分别输送至每台锅炉。 燃料油油质特性表 名称 单位 数据 水份 痕迹 灰份 %0.025硫份 18%0.2机械杂质 %0闭口闪点 65凝固点 0运动粘度 1910-6m2/s3.08.0低
9、位发热量 kJ/kg418683.3 燃料消耗量 根据煤质分析资料，本期 2 台 600MW 超超临界机组，锅炉 BMCR 工况耗煤量见下表：工况 机组容量及煤种 时耗煤量 t日耗煤量 t年耗煤量 10 4 t201600MW设计煤种 2354700129.25校核煤种 2625240144.12600MW设计煤种 4709400258.521校核煤种 52410480288.2注：每日按 20 小时，每年按 5500 小时计。 4 制粉系统设计特点 本工程设计煤质的干燥无灰基挥发份 Vdaf 为 33.33，哈氏可磨系数 HGI 为53.44，制粉系统采用中速磨煤机、正压直吹式制粉系统，每台
10、锅炉配 6 台中速磨煤机，其中 1 台备用。5 台磨煤机运行可满足 BMCR 工况运行的要求，锅炉采用墙式切圆燃烧。每台磨煤机引出 4 根煤粉管道连接到锅炉四侧炉墙的燃烧器，根据锅炉负荷的变化可以停用任何一台磨煤机和对应的燃烧器。中速磨煤机正压直吹式制粉系统结构紧凑，性能可靠，并且有较宽的煤粉细度可调范围。 中速磨煤机可选用 MPS（ZGM）中速磨煤机或 HP 中速磨煤机。从现有电厂运行情况看，对 RP 磨改进并采用堆焊辊套的 HP 磨煤机其耐磨件寿命与 MPS 磨煤机基本持平。MPS 磨煤机煤粉颗粒均匀，磨损后期出力下降幅度较小，石子煤量小，但最低出力较大。HP 磨煤机较 MPS 磨煤机具有
11、磨辊检修简单的优点, MPS-HP-II型磨煤机，可不起吊分离器检修磨辊。总的来看，MPS（ZGM）中速磨煤机与 HP 中速磨煤机相比各有优势，均能满足本工程制粉系统的要求。 最终本工程选用了 HP1063 型中速磨煤机。煤粉细度为 200 目筛中通过量不小于80%。 磨煤机技术数据表 22序号 项目 单位 BMCRBRL （THA） 75% BMCR50% BMCR35% BMCR30% BMCR高加全切 1锅炉燃煤量 t/h2352172318513093802242收到基水分 %10.293空气干燥基水分 %1.534煤的可磨性系数 HGI53.44524煤粉细度 R90%136磨煤机运
12、行台数 台 55432257磨煤机最大出力 t/h67.18磨煤机计算出力 25t/h4743.446.2543.346.54044.89磨煤机保证出力 t/h60.410磨煤机最小出力 t/h16.811磨煤机最大通风量 26t/h125.8712磨煤机计算出力下通风量 t/h110.79108.09110.23108.03110.41105.54109.1413磨煤机保证出力下通风量 t/h120.8414磨煤机最小出力下通风量 27t/h88.1115磨煤机入口干燥介质温度 20517117617117216917316磨煤机转速 r/min30.317磨煤机最大出力下通风阻力 28kP
13、a4.018磨煤机计算出力下通风阻力 kPa3.13.03.12.953.082.83.019磨煤机保证出力下通风阻力 kPa3.720磨煤机的密封风量 29t/h5.121磨煤机的密封风压（或与一次风压的差值） kPa2.022磨煤机出口风量（包括密封风量） t/h114.41113.19115.33113.13115.51110.64114.2423磨煤机出口温度 30 7724磨煤机出口煤粉水份 %1.5325磨煤机单位功耗 kWh/t9.810.210.010.29.910.59.85 烟风系统设计特点 烟风系统按平衡通风设计。空气预热器采用三分仓，分成一次风、二次风和烟气系统三个部分
14、。三分仓空气预热器配有主驱动交流电机，备有驱动交流电机，并设有31停车报警系统。每台空气预热器均设有热电偶火灾报警、轴承油温报警及消防设施。空气预热器设有伸缩式吹灰和水冲洗系统，并配有空气预热器检修所需的装置。空气预热器运行后漏风率不大于 6，在运行一年以后不大于 8。空气预热器漏风率为 8，一次风率为 24.5。 5.1 一次风系统 该系统主要供给磨煤机干燥燃煤和输送煤粉所需的热风、磨煤机调温风（冷风）。系统内设 2 台 50%容量的动叶可调轴流式一次风机，其进口装有消声器。为使两台一次风机出口风压平衡，空预器出口的热一次风和调温用的冷一次风均设有母管。 为防止环境温度较低时空气预热器冷端腐
15、蚀，进入空气预热器的一次风机入口装设暖风器。每台锅炉配置 2 台一次风机，其选择符合火力发电厂设计技术规程DL 5000-2000 的要求。一次风机的风量包括锅炉在最大连续蒸发量时所需的一次风量、磨煤机和给煤机的密封风量和锅炉厂保证的空气预热器漏风量（烟气侧8）。 TB 点流量裕度为 40 TB 点压头裕度为 30 5.2 二次风系统 该系统供给燃烧所需的空气。设有两台 50%容量的动叶可调轴流风机，其进口装有消声器。为使两台风机出口风压平衡和运行灵活，在风机出口风门后设有联络风管。在空气预热器风门后设有联络风管，使出口热二次风风压平衡和运行灵活。 为防止环境温度较低时空气预热器冷端腐蚀，进入
16、空气预热器的二次风机入口装设暖风器。每台锅炉配置 2 台送风机，其选择符合火力发电厂设计技术规程DL 5000-2000 的要求。送风机的风量包括锅炉燃用设计煤质锅炉在最大连续蒸发量32时所需的二次风量和燃烬风量，以及锅炉厂保证的空气预热器漏风量（烟气侧8）。 TB 点流量裕度为 10% TB 点压头裕度为 15% 5.3 火焰检测冷却风系统 火焰检测冷却风系统设 2 台火焰检测冷却风机，为火焰检测探头提供冷却风。 5.4 烟气系统 该系统是将炉膛中的烟气抽出，经过尾部受热面、空气预热器、静电除尘器和烟囱排向大气。在除尘器后设有 2 台 50%容量的轴流式静叶可调引风机。为使单台引风机故障时，除尘器不退出运行，在两台除尘器出口烟道上设有联络管，每台引风机入口设有挡板门。除尘器阻力为不大于 250Pa，漏风率为不大于 3。正常运行时，联络管也起平衡烟气压力的作用。两炉合用一座钢质单内筒烟囱，在吸风机出口装有严密的挡板风门，作隔离用。 5.5 密封风系统 该
