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1、 2008.10 中国 南京 清洁高效燃煤发电技术协作网 2008 年会 1 October 2008 2008 Annual Meeting of Clean & Effcient Coal Nanjing, China Power Generation Technology Network 超超临界 1000MW 机组锅炉调试技术特点 管诗骈 江苏方天电力技术有限公司电力工程部，江苏南京 211102 摘 要：本文列举了国电泰州电厂一期工程 21000MW 超超临界机组锅炉的设备特点、性能数据及系统组成，阐述了该工程机组调试技术特点，并对调试过程中的关键点进行了分析，为今后超超临界机组的发
2、展、建设具有一定的参考意义。 关键词：超超临界；调试；分析；处理 Abstract: This paper lists device characteristics, performance data and system composition of ultra-supercritical 21000MW units of first-stage construction in Guodian Taizhou power plant. It represents commissioning feature and analyzes the problem and treatment in c
3、ommissioning, provides a certain reference for future development and construction of ultra-supercritical units. Key words: Ultra-supercritical, commissioning, analyze 1 前言 国电泰州电厂是中国国电集团公司的首台超超临界机组工程基地， 一期工程建设 21000MW 超超临界燃煤机组，也是中国国电集团公司 60000MW 装机容量里程碑的标志性工程。 #1 机组于 2007 年 9 月 5 日首次点火成功，于 9 月 21日10
4、 月 7 日进行锅炉蒸汽冲管，于 11 月 9 日实现首次并网成功，于 11 月 27 日至 12 月 4 日顺利完成 168 小时满负荷试运行，机组热态移交电厂试生产。 #2 机组于 2007 年 12 月 19 日首次点火成功，于 2008年 1 月 5 日19 日进行锅炉蒸汽冲管，于 2008 年 2 月 18日实现首次并网成功，于 3 月 24 日至 3 月 31 日 23:58 顺利完成 168 小时满负荷试运行， 机组热态移交电厂试生产。 国电泰州电厂一期工程 21000MW 超超临界燃煤机组的投运，标志着江苏省内超超临界机组的发展取得了突破性进展，为今后超超临界机组的发展、建设具
5、有一定的参考意义。 2 锅炉主要性能参数 锅炉采用哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计的超超临界变压运行直流锅炉，由日本三菱重工业株式会社(Mitsuibishi Heavy Industries Co. Ltd)提供技术支持。锅炉采用 型布置、单炉膛、一次中间再热、低 NOX PM 主燃烧器和 MACT 燃烧技术、 反向双切园燃烧方式， 炉膛为内螺纹管垂直上升膜式水冷壁，循环泵启动系统；调温方式除煤/水比外，还采用烟气分配挡板、燃烧器摆动、喷水等方式。 锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构，设计煤种为神华煤，校核煤种分别为兖州煤和同忻煤。锅炉主要性能数据见表 2-1。 制粉系统
6、为中速磨正压直吹系统，采用沈阳重型机器厂带动态分离器的 MPS280 型中速磨煤机。BMCR 时 5 台投运，一台备用。给煤机为上海新拓电力设备有限公司生产的 CS2024HP 型电子称重式给煤机。 表 2-1 锅炉主要性能参数数据表1 项 目 单位 BMCR BRL THA 过热蒸汽流量 t/h 2980 2887 2741 过热蒸汽出口压力 Mpa(g) 26.15 26.07 25.96 过热蒸汽出口温度 605 605 605 再热蒸汽流量 t/h 2424 2339 2245 再热器进口蒸汽压力 Mpa(g) 5.11 4.93 4.73 再热器出口蒸汽压力 Mpa(g) 4.85
7、4.68 4.49 再热器进口蒸汽温度 353 351 345 再热器出口蒸汽温度 603 603 603 省煤器进口给水温度 302 300 296 3 锅炉系统及设备 3.1 启动系统 启动系统为带再循环泵的复合循环系统，由内置式启动分离器、炉水循环泵再循环系统、WDC 阀（即分离器贮水箱疏水调节阀）水位调节系统及锅炉疏水扩容系统等组成。 锅炉负荷小于 25%BMCR 的最低直流负荷时， 启动系统为湿态运行，分离器起汽水分离作用，分离出来的过热2008.10 2 清洁高效燃煤发电技术协作网 2008 年会 中国 南京 2008 Annual Meeting of Clean & Effci
8、ent Coal October 2008 Power Generation Technology Network Nanjing, China 蒸汽进入过热器，水则通过水连通管进入分离器贮水箱，通过炉水循环泵系统进行再循环进入省煤器。 当分离器贮水箱水位高时，贮水箱中的水由三只WDC 阀排入锅炉扩容系统。除启动前的水冲洗阶段水质不合格时经扩容器系统排入废水池外，在锅炉启动期间的汽水膨胀阶段、在渡过汽水膨胀阶段的最低压力运行时期以及锅炉在产汽量达到 5%BMCR 以前由贮水箱底部引出的疏水均通过三只贮水箱水位调节阀（WDC 阀） ，进疏水扩容器经疏水箱、锅炉疏水泵，送入凝汽器回收。锅炉负荷达到
9、 25%BMCR 后， 锅炉运行方式由再循环模式转入直流运行模式，启动系统也由湿态转为干态，即分离器内已全部为蒸汽，它只起到一个中间集箱的作用。 3.2 汽水系统 过热器采用四级布置，即低温过热器（一级）分隔屏过热器 （二级） 屏式过热器 （三级） 末级过热器 （四级） ；再热器为二级，即低温再热器（一级）末级再热器（二级） 。其中低温再热器和低温过热器分别布置于尾部烟道的前、后竖井中，均为逆流布置。在上炉膛、折焰角和水平烟道内分别布置了分隔屏过热器、屏式过热器、末级过热器和末级再热器，由于烟温较高均采用顺流布置，所有过热器、再热器和省煤器部件均采用顺列布置，以便于检修和密封，防止结渣和积灰。
10、 过热蒸汽采用煤/水比作为主要汽温调节手段， 并配合三级喷水减温作为主汽温度的细调节，喷水减温每级左右二点布置以消除各级过热器的左右吸热和汽温偏差。在任何工况下（包括高加全切和 B-MCR 工况） ，过热器喷水的总流量约为 7%过热蒸汽流量，管道及阀门的选择按设计值的 250%考虑， 再热器调温以烟气挡板调温为主，燃烧器摆动调温为辅，同时在一、二级再热器之间的连接管上装有事故喷水装置。BMCR 工况，再热器喷水量为 0。最大喷水能力再热器喷水减温器喷水总流量约为 3%再热蒸汽流量(B-MCR 工况下)，管道及阀门的选择按设计值的 150%考虑。 3.3 风烟系统 风烟系统配置了两台由上海鼓风机
11、厂有限公司生产的一次风机、送风机和两台由成都电力机械厂生产的引风机，一次风机和送风机采用动叶可调轴流风机，引风机采用进口静叶可调式轴流风机。 由燃烧所产生的高温烟气通过辐射换热将一部分热量传递给水冷壁后，依次流经上炉膛的分隔屏过热器、屏式过热器、末级过热器、末级再热器和尾部转向室，再进入用分隔墙分成的前、后二个尾部烟道竖井，在前竖井中烟气流经低温再热器和前级省煤器，另一部分烟气则流经低温过热器和后级省煤器，在前、后二个分竖井出口布置了烟气分配挡板以调节流经前、后分竖井的烟气量，从而达到调节再热器汽温的目的。烟气流经分配挡板后通过连接烟道和回转式空气预热器排往电除尘和引风机，再经过引风机升压后排
12、到烟气脱硫系统或烟囱。 从一次风机来的空气分成两路，一路经空预器的一次风仓加热成一次热风，另一路是不经过加热的冷一次风，作为磨煤机的调温风。两路风经过各自的调节挡板后混合成一定温度的一次风后，分别进入六台磨煤机，用来干燥煤粉并把煤粉从磨煤机输送到炉膛。 从送风机来的二次风经空预器的二次风仓加热成二次热风，二次热风经燃烧器的各风门后进入炉膛，与煤粉/一次风混合物进一步混合，在炉膛内燃烧。由于燃烧所产生的烟气中含有硫等酸性成分，为了防止空预器冷端的腐蚀，在空预器出口和送风机进口之间装有热风再循环风道，以提高进入空预器的空气温度，从而提高空预器的冷端温度，避免空预器的堵塞和低温腐蚀。 每台锅炉配置了
13、两台火检冷却风机，用来冷却燃烧器的火焰检测器。 3.4 燃烧系统 锅炉炉膛为长方形结构，其燃烧器采用前后墙布置，共布置 8 只燃烧器，前墙布置四只燃烧器，后墙布置四只燃烧器，逆时针排列，顺序为 No.1No.8。八只燃烧器为反向双切圆摆动式燃烧器， 即由燃烧器 No.1， No.2， No.7，No.8 在炉膛左半部分中心形成顺时针旋向和由燃烧器No.3，No.4，No.5，No.6 在炉膛右半部分中心形成逆时针旋向的两个假想切园，燃烧器具体布置见图 3-1。 图 3-1 燃烧器布置图 燃烧器采用 PM 煤粉燃烧技术，煤粉经过 PM 煤粉分离器以后，分成了浓淡两相煤粉，这两相煤粉又分别进入浓煤
14、粉燃烧器和淡煤粉燃烧器。在这两种煤粉燃烧器煤粉喷嘴体内设导向板用以分隔 PM 煤粉分离器分离后形成的浓相煤粉气流和淡相煤粉气流，在燃烧器喷口内设置有波形钝体，该钝体与喷嘴体内导向板一起使浓、淡相煤粉气流一直保持到燃烧器出口。在出口处针对浓淡煤粉燃烧器配置不同的助燃风，使浓淡两相煤粉及时合理地配风燃烧， 有效地控制了 NOX排放量。 同时。 在波形钝体出口处，2008.10 中国 南京 清洁高效燃煤发电技术协作网 2008 年会 3 October 2008 2008 Annual Meeting of Clean & Effcient Coal Nanjing, China Power Gen
15、eration Technology Network 形成一个稳定的回流区，回流区中的烟气使得每个煤粉燃烧器初燃段浓淡两相得到相对分离，并使火焰稳定在一个较宽的负荷变化范围内，有利于保证及时着火及燃烧稳定， 确保及时燃尽， 能有效抑制 NOX排放， 保证锅炉效率。PM 煤粉分离器见图 3-2，喷嘴体见图 3-3。 图 3-2 PM 煤粉分离器布置图 图 3-3 浓、淡煤粉喷嘴体 波纹钝体使得在煤粉气流下游产生一个负压高温回流区， 在此负压区中存在着高温烟气的回流与煤粉/空气混合物间剧烈的扰动和混合，这一点满足了锅炉负荷在较宽范围变化时对煤粉点火和稳定燃烧的要求。 3.5 制粉系统 制粉系统为中
16、速磨正压直吹系统，磨煤机共 6 台，采用沈阳重型机器厂带动态分离器的 MPS280 型中速磨煤机。BMCR 时 5 台投运，一台备用。磨煤机出口煤粉细度为 R90=15.3%。每台磨带一层燃烧器，每根一次风管道均装有一分为二的煤粉分配器，供至两只燃烧器。 每只燃烧器各装有三只机械雾化式油枪，全炉共 24只油枪，其总容量为 20%BMCR，用于锅炉点火稳燃和低负荷稳燃，每只油枪均配有高能点火装置。 锅炉 A 层 PM 燃烧器改造成带等离子点火的燃烧器，在调试及运行期间可以实现无油点火，节约用油。在锅炉点火和稳燃期间，该燃烧器具有等离子点火和稳燃功能；在锅炉正常运行时，该燃烧器具有主燃烧器功能，且在出力方面及燃烧工况与原来保持一致。安装等离子点火设备后最下层燃烧器将不再参与摆动，但不影响其它各层燃烧器及二次风喷口的摆动。对过热汽温及再热汽温调节没有影响。 另外等离子燃烧器也属低 NOx 煤粉燃烧器， 预计可使锅炉的 NOx 生成控制在 380mg/m3以内。 4 锅炉调试技术特点 4.1 冷
