1000MW机组锅炉设计说明书

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1、1锅炉技术规范哈尔滨锅炉厂有限责任公司由三菱重工业株式会社（ Mitsuibishi HeavyIndustries Co. Ltd）提供技术支持，为本工程设计的锅炉是超超临界变压运行直 流锅炉，采用n型布置、单炉膛、低NOX PM主燃烧器和MACT型低NOx分级 送风燃烧系统、反向双切园燃烧方式，炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、 循环泵启动系统、一次中间再热、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，燃用神府东胜煤、晋北煤。锅炉主要参数如下：项目单位BMCRBRL （夏季工况）BRL过热烝汽流量t/h

2、295328642733过热蒸汽出口压力Mpa(g)27.5627.3827.27过热蒸汽出口温度C605605605再热蒸汽流量t/h244623662274再热器进口蒸汽压力Mpa(g)6.145.945.70再热器出口蒸汽压力Mpa(g)5.945.755.51再热器进口蒸汽温度C377370362再热器出口蒸汽温度C603603603省煤器进口给水温度C2982962932设计条件2.1 煤种电厂燃煤设计煤种为神府东胜煤，校核煤种为晋北烟煤，煤质分析数据及灰份组成如下表：名称及符号单位设计煤种 （神府东胜煤）校核煤种 （晋北煤）工业分析收到基全水分Mar%149.61空气干燥基水分Ma

3、d%8.49收到基灰分Aar%1119.77收到基挥发份Var%27.3322.82收到基固定碳FCar%47.6747.8收到基低位发热量Qnet,arKJ/kg2276022440哈氏可磨系数HGI5654.81元素分析收到基碳Car%60.3358.6收到基氢Har%3.623.36收到基氧Oar%9.957.28收到基氮Nar%0.690.79收到基全硫St,ar%0.410.63灰 熔 融 性变形温度DTC11301110软化温度STC11601190流动温度FTC12101270灰分分析二氧化硅SiO2%36.7150.41三氧化二铝Ag%13.9915.73三氧化二铁Fe2O3%

4、13.8523.46氧化钙CaO%22.923.93氧化镁MgO%1.281.27五氧化二磷P2O5%-三氧化硫SO3%9.32.05氧化钠Na?。%1.231.23氧化钾K2O%0.721.12.2 点火助燃用油油种#0 轻柴油粘度（20C时）1.21.67E凝固点不高于 0C闭口闪点不低于65C机械杂质无含硫量不大于 1.0%水份痕迹灰份不大于 0.025%比重817kg/m3低位发热值 Qnet.ar41800KJ/ kg2.3 自然条件玉环地区气象有关数据如下：累年平均气压 年最高气压 年最低气压 累年平均气温 极端最高气温 极端最低气温 累年平均相对湿度 累年最小相对湿度 最大的月平

5、均相对湿度 累年平均水汽压 累年平均降水量 累年最大 24 小时降水量 累年最大 1 小时降水量 累年最长连续降水日数 累年最大过程降水量 累年平均蒸发量 累年平均雷暴日数 累年平均雾日数 累年最大积雪深度 累年平均风速 累年十分钟平均最大风速 累年瞬时最大风速 50 年一遇 10M 高压基本 全年主导风向 夏季主导风向 冬季主导风向2.4 锅炉运行条件1004.9hPa1028.4hPa954.1hPa17.0C34.7 C-5.4 C80%8%91% （此时月平均最高气温 25.5C）17.7hPa1368.9mm284.6mm147.0mm18d225.3mm1379.0mm37.5d4

6、9d14cm5.2m/s40.6m/s（1994 年 8 月 21 日）50.4m/s（1994 年 8 月 21 日）5kN/m3（初步）N（16%）SWN锅炉运行方式：带基本负荷并参与调峰（锅炉的效率负荷曲线见附图）。 制粉系统：采用中速磨煤机直吹式制粉系统，每炉配6台磨煤机，煤粉细度 按 200 目筛通过率为 80%。给水调节：机组配置2 X 50%B-MCR调速汽动给水泵和一台启动用 30%BMCR容量的电动调速给水泵。汽轮机旁路系统：暂定 30%容量二级串联旁路。空气预热器进风：二次风进口侧加装暖风器。3锅炉特点3.1 技术特点本工程的锅炉是采用三菱重工技术设计的垂直水冷壁超超临界直

7、流锅炉。从 七十年代开始，全世界电力行业因调峰和周期性负荷运行方式的需要，要求火电 机组从传统的定压带基本负荷运行方式改为变压调峰运行，因此三菱重工于七十 年代末开发了适合变压运行的螺旋管圈水冷壁的超临界锅炉，首台螺旋管圈水冷 壁超临界锅炉于1981年投运，MHI共生产了 10台这种型式的大型超临界锅炉。 由于螺旋管圈水冷壁结构较复杂，阻力较大，运行过程中的热应力也较大， MHI 于 80 年中期开发了采用内螺纹管的垂直管圈水冷壁的变压运行超临界锅炉，首 台机组于1989年投入商业运行，迄今已有11台采用垂直管圈水冷壁的超临界锅 炉和超超临界锅炉投入运行。十多年的运行经验表明，垂直管圈水冷壁也

8、适合于 变压运行，且具有阻力小、结构简单、安装工作量较小、水冷壁在各种工况下的 热应力较小等一系列优点，其技术特点如下：1) 良好的变压、调峰和再启动性能：锅炉炉膛采用内螺纹管垂直水冷壁并 采用较高的质量流速，能保证在变压运行的四个阶段即超临界直流、近 临界直流、亚临界直流和启动阶段中控制金属壁温、控制高干度蒸干(DRO)、防止低干度高热负荷区的膜态沸腾(DNB)以及水动力的稳定 性等，由于装设水冷壁中间混合集箱和采用节流度较大的装于集箱外面 的较粗水冷壁入口管段的节流孔圈，对控制水冷壁的温度偏差和流量偏 差均非常有利。而启动系统采用再循环泵，对于加速启动速度，保证启 动阶段运行的可靠性、经济

9、性均是有利的。2) 燃烧稳定、热负荷分配均匀、防结渣性能良好的反向双切园燃烧方式： 这种燃烧方式能保证沿炉膛水平方向均匀的热负荷分配。由于采用双切 园使燃烧器数目倍增，降低了单只燃烧器的热功率，这些都对燃用结渣 性强的神府东胜煤有利。同时，由于采用双切园方式，使单个燃烧器煤 粉射流的射程变短，对于保证燃烧稳定性有利，解决了大型锅炉采用单 切园正方形炉膛时燃烧器射程过长和炉膛水平截面气流充满度较差的难 题。3）经济、高效的低N0X型PM主燃烧器和MACT型分级燃烧方式：MHI 低N0X的PM型燃烧器已在97台大型煤粉锅炉中采用，而MACT型分 级燃烧方式也已在数十台锅炉上采用，长期运行经验证明这

10、种燃烧器的 分级送风方式对降低炉内N0X生成量有明显的效果。4）采用适合高蒸汽参数的超超临界锅炉的高热强钢：由于锅炉的主汽和再热汽温度均在600C以上，对高温级过热器和再热器，采用了在7台超临界 和超超临界锅炉上已有7年以上运行经验的25Cr20NiNb钢（HR3C）和改 良型细晶粒18Cr级奥氏体钢（Code case 2328）,详见附表。这二种钢材对 防止因管壁温度过高而引起的烟侧高温腐蚀和内壁蒸汽氧化效果明显。3.2 结构特点1）采用改进型的内螺纹管垂直水冷壁，即在上下炉膛之间加装水冷壁中间 混合集箱，以减少水冷壁沿各墙宽的工质温度和管子壁温的偏差，取消 早期的在大直径水冷壁下集箱内装

11、设小直径节流孔圈的设计，改为在小 直径的下联箱外面较粗的水冷壁入口管段上装焊直径较大的节流孔圈以 加大节流度，提高调节流量能力，然后通过三叉管过渡的方式与小直径 的水冷壁管（28.6）相接，用控制各回路的工质流量的方法来控制各回 路管子的吸热和温度偏差。三菱重工超临界与超超临界锅炉采用新型高热强钢业绩电站 名称机组号额定 出力过热蒸汽 压力kg/cm2g过热 汽 温。C再热 汽温C蒸发 量 t/h燃料投运 日期code case 2328SA213 TP310HCbN原町110002505665932970煤1997-7采用采用三隅110002506006002900煤1998-7采用采用舞鹤

12、19002505955952570煤2003-3采用采用敦贺27002465935932120煤2000-10采用采用神户17002465385662340煤2002-3采用采用岭北27002465935932120煤2002-7采用采用广野560025024.5Mpa(a)6006001770煤2002-7采用采用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（421C）,并把汽水分离器布置于顶棚、包墙系统的出口，这种设 计和布置可以使整个水冷壁系统包括顶棚包墙管系统和分离器系统采用 低合金钢SA213-T12 （P12）,所有膜式壁不需作焊后整屏热处理，也使 工地安

13、装焊接简化，对保证产品和安装质量有利。3）由于过热器和再热器大量采用优质高热强钢，管壁相对较薄，因此各级 过热器可以采用较大直径的蛇形管（5160）保证较低的过热器阻力， 而在很多其它公司（特别是欧洲公司）的设计中，超临界和超超临界锅 炉过热器均采用小直径管（ 3844.5）以控制壁厚，这样导致较高的过 热器阻力。4）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，再热器还在再热汽的入口管 道上加装事故喷水减温装置。过热器采用三级喷水能更好消除工质通过 前级部件所造成的携带偏

14、差，也增加了调温能力。5）为降低过热器阻力，过热器在顶棚和尾部烟道包墙系统采用二种旁路系 统，第一个旁路系统是顶棚管路系统，只有前水冷壁出口的工质流经顶 棚管；第二个旁路为包墙管系统的旁路，即由顶棚出口集箱出来的蒸汽 大部分送往包墙管系统，另有小部分蒸汽不经过包墙系统而直接用连接 管送往后包墙出口集箱。水冷壁系统流程图帥一y爆器一水下騎一繭水出口麟 一 觥入口集箱一 翎管 一 翩出口鄭a水下翳一水出口集箱/ 后水下劇一酥岀F集箱一后水吊挖管入口奠一后水強齟口觸 酬 A入口o延梆墙出口黠# 尾部帼道旁路管制分鯛一口后麟一蜩整口奠箱游 虬后、分隅熾-一咽道入口集箱（前、灶富分騒）6）过热器正常喷水水源来自省煤器出口的水，这样可减少喷水减温器在喷 水点的温度差和热应力；但在非正常情况下，