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1、- 国电建投能源布连电厂调研报告1.概述国电建投能源由国电电力开展股份、省建立投资公司按50%50%比例出资组建的新型煤电一体化企业。公司于2005年11月18日在自治区鄂尔多斯市注册成立。布连电厂一期2660MW 机组于2021年7月获得国家发改委核准。2021年12月28日，*1机组实现首次并网，2021年1月31日通过168小时试运，7月23日完成了性能考核试验，期间最高负荷710MW。2021年5月19日，*2机组实现首次并网，6月27日通过168小时试运，8月30日完成了性能考核试验，期间最高负荷730MW。2.布连电厂主要设计优化及新技术概况2.1锅炉设计参数优化 锅炉主汽压力由2
2、6.15MPa提高到28MPa； 锅炉排烟温度由130降低至125 ； 再热系统压降由高压缸排气压力的10%减至8%。2.2系统配置优化 锅炉辅机采用单列布置，包括空气预热器、主给水系统、送引风系统； 采用100%高压旁路，锅炉过热器系统取消平安阀。2.3蒸汽侧设计优化 采用四级过热器布置方式，尽量减小各级受热面的面积，控制各级高温受热面的焓增，可以有效减小屏间和管间温度偏差，大大降低受热面管子极端高温的温度水平； 受热面顺流布置，防止高温烟气和高温蒸汽相遇的情况； 在各级受热面进口集箱设置节流孔，控制屏间和管间流量偏差； 屏式过热器采用发卡式构造，使得同屏管间流程长度均匀一致，减小管间流量偏
3、差； 采用跳管措施，平衡各管间流程差异和传热强度差异，使得各管流量和蒸汽温度均匀； 受热面不采用小弯管半径构造，末级再热器采用大U形布置方式，防止氧化皮脱落阻塞，且有利于吹管过程中将异物吹出； 材料种类和规格采用保守的设计原则。2.4烟气侧设计优化 墙式对冲燃烧 烟气侧空气动力场和温度场分布均匀；可将炉膛左右温度偏差控制在20以。同时，墙式对冲燃烧方式不会因锅炉容量的变化来影响这种分布均匀性，尤其是大容量锅炉更具优势； 6层、每层6只，共36只燃烧器的布置方式 进一步分散热输入，使得空气动力场和温度场分布更加均匀，有利于降低高温受热面的最高温度水平。 炉膛大折烟角的构造形式，有利于烟气转向时的
4、均流，使得烟气在水平烟道处的温度和速度分布非常均匀。2.5其他主要创新技术的应用 使用等离子点火，取消燃油系统； 取消炉顶节流圈； 采用无循环泵的简化启动系统； 局部穿墙管道采用柔性密封技术等。3.布连电厂锅炉设备概况及主要设计参数3.1锅炉设备概况国电建投能源煤电一体化工程布连发电厂2660MW超超临界空冷燃煤机组的锅炉设备为B&W公司按美国B&W公司SWUP锅炉技术标准，结合本工程燃用的设计、校核煤质特性和自然条件，进展性能、构造优化设计的超超临界参数SWUPSpiral Wound UP锅炉。锅炉配有不带循环泵的置式启动系统。锅炉设计煤种和校核煤种均为本地煤矿的烟煤。锅炉采用中速磨直吹式
5、制粉系统，前后墙对冲燃烧方式，配置B&W公司DRB-4ZTM型低NO*双调风旋流燃烧器及NO*喷口OFA。锅炉尾部设置分烟道，采用烟气调温挡板调节再热器出口汽温。锅炉尾部采用单列布置，锅炉竖井下设置一台三分仓回转式空气预热器。图3-1为国电布连660MW SWUPTM锅炉岛总图。图3-1：国电布连660MW SWUPTM锅炉岛总图3.2锅炉主要设计参数表3-1 锅炉主要技术参数工程单位BMCRBRL过热蒸汽流量t/h20822022过热蒸汽压力MPa2827.94过热蒸汽温度605605给水温度297294再热蒸汽流量t/h17551697再热蒸汽进口压力MPa6.1025.868再热蒸汽出口
6、压力MPa5.8725.646再热蒸汽进口温度370364再热蒸汽出口温度603603锅炉保证效率BRL,按低位发热量%94保证最低不投油稳燃负荷%BMCR30NO* 排放保证值O2=6%mg/Mm3350一次汽压降省煤器入口至过热器出口MPa3.6再热器压降MPa0.23表3-2 炉膛几何尺寸和热工参数名称单位布连DES炉膛高度mm64500炉膛宽度mm23192.7炉膛深度mm16304.7炉膛容积热负荷kW/m375.88膛容界面负荷kW/m34.292燃烧器壁面热负荷MW/m21.466上排燃烧器至屏低距离m25.063.3煤质特性参数表3-3 煤质元素分析元素分析符号单位布连DES布
7、连ALT收到基碳Car%60.0256.71收到基氢Har %3.583.34收到基氧Oar%8.158.75收到基氮Nar%0.800.75收到基硫Sar%0.800.70收到基灰份Aar%10.6517.64收到基全水份Mt%16.0012.11表3-4 煤质工业分析工业分析符号单位布连 DES布连 ALT可燃基挥发份VMdaf%36.0532.63收到基挥发份VMar%26.4422.92收到基灰份Aar%10.6517.64收到基全水份Mt%16.0012.11固定碳FC%46.9147.33变形温度IToC11501030软化温度SToC11601080半球温度HToC1160108
8、0溶化温度FToC11701090可磨性系数HGI/4875收到基低位发热量Qnet.arkJ/kg2270020900表3-4 煤质灰分析灰分析符号单位布连 DES布连 ALT二氧化硅SiO2%39.2342.53三氧化二铝Al2O3%16.7315.21二氧化钛TiO2%0.950.63三氧化二铁Fe2O3%9.8414.79氧化钙CaO%18.6317.60氧化镁MgO%3.490.95氧化钾K2O%1.681.26氧化钠Na2O%0.721.77五氧化二磷P2O5%0.000.00氧化锰MnO2%0.000.00三氧化硫SO3%8.113.78其它%0.621.474.布连电厂锅炉主要
9、性能指标*1、*2 锅炉分别于2021 年8 月和2021 年9 月通过性能考核试验，两台炉主要考核指标与锅炉保证值的比拟见表4-1：表4-1 两台炉性能试验数据与保证比照工程单位保证值*1炉测量值*2炉测量值效率%9495.23 考核效率计算标 准ASMEPTC4.194.36考核效率计算标 准ASMEPTC4，如 转化成ASME PTC4.1锅炉合同 约定，效率约为94.57%排烟温度BRL修正后118110.6107.8未燃尽碳热损失Luc0.630.130.311BMCR工况锅炉最大出力t/h208221042084NO*排放(含氧量6%)mg/m3350306.7无不投油稳燃负荷/流
10、量%BMCRt/h3062.4.629.4613无水冷壁压降MPa1.991.691.31省煤器压降MPa0.25无过热器压降MPa1.611.51.519再热器压降MPa0.230.230.18空预器烟气侧压降KPa1.391.311.26锅炉烟道阻力KPa1.610%无1.643空预器漏风率%54.74.94从表4-1 中可看出，两台锅炉的热效率测试值均高于锅炉效率保证值。尤其是1 号机组的效率高于保证值的1.23 个百分点，两台炉的未燃尽碳热损失0.13%和0.311%均远低于设计值的0.63%各0.5 个百分点和0.319 个百分点，锅炉的排烟温度也分别低于设计值的8和10；汽水侧的各
11、项阻力均低于保证值，尤其是2 号炉在取消水冷壁进口集箱的节流孔圈后，水冷壁和省煤器的总阻力低于设计0.93MPa；1 号炉的最大出力高于设计值20t/h。实测NO* 排放浓度也比保证值下44 mg/m3。烟风侧阻力也在锅炉保证围。表4-2 *1机组性能考核测试数据工程保证值设计值*1炉测量值PTC4.1锅炉效率93.795.23NO* 排放值350 mg / Nm3 最大306 mg / Nm3连续蒸发量2082 t/h 最低2104 t/h稳燃负荷30%BMCR29.4%BMCR一次汽系统总压降3.85MPa3.19MPa再热器系统总压降3.85MPa0.23KPa干烟气热损失 LG4.33
12、3.70燃料中H2 及H2O 热损失LMH0.360.33空气中水份热损失LMA0.090.08不完全燃烧热损失LUC0.550.13散热损失L0.170.17CO 热损失LCO0.000.00未计损失LUN0.200.20各项收益/锅炉计算热效率(按低位发热量)94.3095.3995.23(修正后)制造厂裕度0.3锅炉保证热效率(按低位发热量)94.0从以上各项指标均说明，布连工程的两台锅炉的设计在各项性能指标上均到达了最优，创下了国的领先水平。5.布连电厂锅炉设计优化具体情况布连电厂为了贯彻落实国电集团公司和国电电力开展股份关于学习外高桥第三发电*公司工程建立和科技创新经历，在布连电厂一
13、期工程中控制造价，提高质量，建立创新型工程，提高工程优化设计和节能降耗水平，在2021 年4 月依据国电电力开展股份国电股工【2021】87 号文件布连电厂2660MW 超超临界燃煤空冷机组设计优化技术创新方案审查会议纪要的精神指导下，根据锅炉补充技术协议及技术创新的精神对锅炉进展了一系列的优化及设计创新。主要包含以下几个方面：5.1 主机设备参数和运行方式优化锅炉主蒸汽压力由原设计的25.15 MPa 提高到28MPa，汽轮机设计背压由原来的13kPa 优化至12kPa，再热系统压降由原来的10%优化至8%，再热器进出口压力得到优化。另外，为了进一步提高锅炉热效率，经过优化锅炉受热面及空预器受热面的布置，锅炉排烟温度由原设计值的130BMCR 工况降低到125BMCR 工况。
