玉环1000MW超超临界锅炉设计说明书

玉环1000MW超超临界锅炉设计说明书哈尔滨锅炉厂有限责任公司三菱重工业株式会社2004年11月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 Heavy Industries 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，采用型布置、单炉膛、低NOX PM主燃烧器和MACT燃烧技术、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过热蒸汽流量t/h295328642733过热蒸汽出口压力Mpa(g)27.5627.3827.27过热蒸汽出口温度605605605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377370362再热器出口蒸汽温度603603603省煤器进口给水温度2982962932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Mad %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DT11301110软化温度ST11601190流动温度FT12101270灰分分析二氧化硅SiO2%36.7150.41三氧化二铝Al2O3%13.9915.73三氧化二铁Fe2O3%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Na2O%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(20时)1.21.67E凝固点不高于0闭口闪点不低于65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1004.9hPa年最高气压1028.4hPa年最低气压954.1hPa累年平均气温17.0极端最高气温34.7极端最低气温-5.4累年平均相对湿度80%累年最小相对湿度8%最大的月平均相对湿度91% (此时月平均最高气温25.5)累年平均水汽压17.7hPa累年平均降水量1368.9mm累年最大24小时降水量284.6mm累年最大1小时降水量147.0mm累年最长连续降水日数18d累年最大过程降水量225.3mm累年平均蒸发量1379.0mm累年平均雷暴日数37.5d累年平均雾日数49d累年最大积雪深度14cm累年平均风速5.2m/s累年十分钟平均最大风速40.6m/s(1994年8月21日)累年瞬时最大风速50.4m/s(1994年8月21日)50年一遇10M高压基本风压0.8kN/m3(初步)全年主导风向N(16%)夏季主导风向SW冬季主导风向N2.4 锅炉运行条件l 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）。l 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%。l 给水调节：机组配置250%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。l 汽轮机旁路系统：暂定30%容量二级串联旁路。l 空气预热器进风：二次风进口侧加装暖风器。l 锅炉在燃用设计煤种时，不投油最低稳燃负荷为35%BMCR。l 锅炉有良好的启动特性和负荷变化适应性，锅炉的动态特性能满足机动性的要求。l 本锅炉在25%至100%负荷范围内以纯直流方式运行，在25%负荷以下以带循环泵的再循环方式运行，启动系统用以保证启动的安全可靠性和经济性。l 低的NOx排放，锅炉排烟NOx含量不超过360mg/Nm3（干烟气6%O2）。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。玉环工程是在总结了日本已运行的机组的优点之后进行设计的，其技术特点如下：1、燃烧方式和炉膛尺寸目前，国内已投运的大容量燃煤锅炉以四角切向燃烧方式居多，制造厂与电厂对四角切园燃烧方式已积累了丰富的设计运行经验。切向燃烧方式的优点是煤种适用性强，与前后墙对冲燃烧相比，炉内NOx排放量相对较低。华能玉环电厂1000MW超超临界锅炉采用了MHI反向双切园燃烧方式，它具有炉内烟气温度场和热负荷分配较为均匀、单只燃烧器热功率较小的优点，避免了大于1000MW大型燃煤锅炉采用单切圆燃烧时炉膛尺寸上的限制。双切圆燃烧炉膛相当于二个尺寸较小的单切园炉膛，对保证直流燃烧器的火焰穿透能力和改进燃烧组织均是有利的。因此这种燃烧方式适合华能玉环电厂1000MW超超临界锅炉。本锅炉炉膛断面尺寸为32084mm（宽）15670mm（深），炉膛全高为65.5m，炉膛截面热负荷为4.59MW/，炉膛容积热负荷为82.7KW/m3，这些数据均低于MHI已投运的数台1000MW燃煤超超临界锅炉的数据,符合招标书的规定。国内已投运的燃用神府东胜烟煤大量亚临界锅炉的炉膛容积热负荷为80-90KW/m3，截面热负荷为4-5 KW/m3，运行情况良好。炉膛的高度基本上取决于炉膛出口烟温和保证煤粉的燃尽，根据经验和规范书的要求，对于灰熔点低、易结渣的设计和核煤煤种，其炉膛出口烟温1000，比灰份软化温度低150以上。综上所述，炉膛的设计较为保守，可以确保在炉膛内和对流受热面不结渣，安全运行。2、炉膛水冷壁1000MW超超临界锅炉采用了MHI开发的世界上最先进的垂直管圈水冷壁，到目前为止采用这种垂直水冷壁的锅炉已有11台容量为700-1000MW的超临界与超超临界锅炉投运，最早投运的机组已运行14年。膜式水冷壁采用SA-213 T12四头内螺纹管焊成，与螺旋管圈相比，垂直型水冷壁的主要优点为：l 结构简单、便于安装。l 不需用复杂的张力板结构，启动或负荷变化时热应力较小。l 较好的正向流动特性，在各种工况下保证水动力的稳定性。l 阻力较小，比螺旋管圈水冷壁少1/3。l 不易结渣在传统的一次上升垂直水冷壁的基础上，本工程中又加装了带有二级分配器的水冷壁中间集箱，以降低水冷壁出口沿炉膛周界的工质温度偏差，根据MHI的经验，加装了带有二级混合器的水冷壁中间集箱后，水冷壁出口温度偏差可减少1/3以上，迄今已有6台大容量的超临界及超超临界锅炉采用此项改进。另一项重大改进是将水冷壁入口的控制流量的节流孔圈由传统的装在水冷壁下集箱内改为装在水冷壁集箱的出口管接头上，以便于在运行和调试过程中更换节流孔圈，同时由于增加了装节流孔圈的管段直径，因此也提高流量调节的幅度（见下图）。图1先进的管内式节流孔圈内螺纹管的采用又进一步提高了水冷壁的可靠性，由于滑压运行的超超临界锅炉的运行中要经历启动阶段的再循环模式、亚临界和近临界的直流运行和超临界直流三个阶段，内螺纹管的采用有利于防止亚临界低干度区发生DNB（膜态沸腾）和控制近临界高干度区发生DRO（干涸）时壁温上升的幅度（见图2），此外还可以采用较低的质量流速以达到降低水冷壁阻力目的，近年来，内螺纹管在超临界和超超临界锅炉上已被各公司广泛采用。图2内螺纹管与光管管内传热特性的比较3、燃烧系统燃烧系统设计的主要任务是：l 良好的燃尽l 低负荷稳燃l 低NOx排放l 防止结渣及高温腐蚀l 良好的煤种适应性根据这些要求，华能玉环1000MW超超临界锅炉采用了MHI的PM型燃烧器和MACT燃烧系统，PM型的燃烧器见图3，风粉混合物通过入口分离器分成浓淡二股分别通过浓相和淡相二只喷嘴进入炉膛，由图4可以看出浓相煤粉浓度高，所需着火热量少，利于着火和稳燃；由淡相补充后期所需的空气，利于煤粉的燃尽，同时浓淡燃烧均偏离了NOx生成量高的化学当量燃烧区，大大降低了NOx生成量，与传统的切向燃烧器相比，NOx生成量可显著降低。PM燃烧器由于将每层煤粉喷嘴分开成上下二组，增加了燃烧器区域高度，降低了燃烧器区域壁面热负荷，有利于防止高热负荷区结焦。图3 PM燃烧器简图图4 PM燃烧器NOx生成量示意图MACT燃烧系统，就是在PM主燃烧器上方一定高度增设二层AA风（附加风）喷嘴达到分层燃烧目的，这样整个炉膛沿高度分成三个燃烧区域，即下部为主燃烧区，中部为还原区，上部为燃尽区，这种MACT分层燃烧系统可使NOx生成量减少25%，MACT燃烧技术原理见图5。图5 MACT燃烧技术原理图MACT燃烧技术原理图：三菱公司MACT(Mitsubishi Advanced Combustion Technology)燃烧技术的原理如下：在炉膛的主燃烧区燃料是缺氧燃烧，炉膛过量空气系数为0.85，但在燃烧器喷口附近，由于燃烧率较低，需要的氧量较少，因此在燃烧器喷口附近的区域内是氧化性气氛，这时燃料氮氧化后生成NOx，在炉膛中间的主燃烧区，空气量仅为燃烧理论空气量的0.85，因此燃烧的过程也是一个还原的过程，这时部分NOx被还原成为NH3、HCN。主燃区的化学反应过程如下：N +O2-NOCnHm+O2- C O2 +H2O在燃烧器的上部通过OFA喷嘴加入部分空气，使进入炉膛的空气量达到理论燃烧空气量的水平，形成一个还原脱NOx区，此还原区的化学反应过程如下：CnHm+O2- C O +H2+CnHmNo+CnHm - NHi +N2+CnHm在OFA喷口的上方，是AA风喷口，通过AA风喷口喷入炉膛的风量为总风量的15%，在此燃尽区内的化学反应过程如下：CnHm+O2- C O2 +H2OO2+CO+H2 - C O2 +H2ONHi+O2-NO +N2根据三菱公司现已运行机组经验，采用三菱公司特有的MACT燃烧技术燃用神木煤，烟气排放NOx含量实测值约为270290mg/Nm3，满足我国环保标准。玉环工程每炉配6台RP1163型中速磨煤机，BMCR和BRL时投运5台。锅炉不投油最低稳燃负荷为35%BMCR，锅炉点火和助燃采用轻柴油，油燃烧器的总输入热量按30%BMCR，油枪采用机械雾化式。4、承压部件钢材超超临界技术的发展是建立在材料技术进步的基础上，提高主蒸汽参数特别是温度时主要受影响的承压部件为炉膛水冷壁、高温过热器和高温再热器这些部件。水冷壁管材主要决定于所选用的水冷壁出口温度，由于本锅炉水冷壁出口温度较低（434）因此仍可采用低铬的SA-213 T12管子，这种膜式水冷壁管屏不需作整屏焊后热处理，现场安装对接焊口也不需要焊后热处理。由于本锅炉的主汽温度和再热汽温度分别为605和603，在这样高的温度下，高温过热器和再热器管的最高壁温可达到640-650，除了要求钢材有很好的热强性外，此时管子内壁的蒸汽氧化和外壁的烟气高温腐蚀问题也不能忽视，必须采用热强性高、抗蒸汽氧化和烟侧高温腐蚀的新型高铬奥氏体钢，本锅炉的三级过热器（屏式过热器）和四级过热器的蛇形管（炉内部分）均由超级304H（ASME Code Case 2328）和HR3C（ASME Code Case 2115）组成，前者为含铜达3%的细晶粒奥氏体钢，即18Cr10Ni3Cu，后者为含铬达25%含镍达20%并含有少量铌的高铬奥氏体钢，即25Cr20NiNb。这二种钢材在日本的蒸汽温度达600等级的超超临界锅炉已广泛采用。三菱公司已在三隅等7台超超临界锅炉中采用，并已取得了良好的运行业绩。在锅炉再热器出口集箱和导管钢材方面仍采用传统的9Cr1Mo即SA-335 P91，这种钢材具有高的热强性和良好的工艺性（即焊接性能）。在锅炉过热器出口由于蒸汽温度已达到600，同时考虑蒸汽温度偏差，最高蒸汽温度约为617左右，在此温度下采用P91集箱的壁厚将达到140mm，而且其抗高温氧化的能力也大大下降，考虑以上因素后，在高温的过热器集箱和导管钢材方面采用日本住友金属开发的HCM12A材料，即P122，这种钢材具有高的热强性和良好的炕烟气腐蚀能力，解决了高温氧化的问题。5、锅炉启动系统通过对三种内置式启动系统的比较，我们认为虽然带循环泵的启动系统初投资大，但启动过程中能回收工质及热量，在玉环岛缺水的情况下，采用了经济性最好的带循环泵的内置式启动系统。三种不同的启动系统初投资及有缺点比较见下表。种类扩容器式循环泵式热交换器式优点l 系统简单l 投资少；运行操作方便；l 容易实现自动控制：l 维修工作量少。 l 系统简单；l 工质和热量回收效果好：l 对除氧器设计无要求，适合于两班制和周日停机运行方式。 l 系统简单；l 运行操作方便；l 容易实现自动控制；l 工质和热量回收效果好；l 维修工作量少。缺点l 运行经济性差；l 要求除氧器安全阀容量增大；l 不适合于两班制和周日停机运行方式。 l 投资大；l 运行操作复杂；l 转动部件的运行和维护要求高；l 循环泵的控制要求高。l 投资大；l 金属耗量大；l 要求除氧器安全阀容 量增大。由于水冷壁系统的出口温度即分离器的入口温度为434，因此分离器和贮水箱均由SA387-11的低铬钢制成，它们是除过热器出口集箱外的仅有厚壁元件，每台锅炉配备2台汽水分离器和一只分离器贮水箱。为了尽可能减少启动期间工质热损失，由分离器贮水箱底部引出的疏水总管的三根通往疏水扩容器的支管上各装一只大直径的分离器疏水（水位）调节阀和节流孔板，在启动初期包括冷态清冼、汽水膨胀和热态清洗期间只要水质合格就将这些疏水扩容后全部送往冷凝器回收，若水质不合格，则排向废水集水槽不予回收。由于装设了上述大直径疏水调节阀，当再循环泵事故介列时，锅炉也能完成正常的启动，前提是必须装一只容量足够的大气式疏水扩容器，这是由于冷凝器接收分离器疏水的数量所限制的。由于锅炉的最低直流负荷为25%BMCR，再循环泵的设计流量也按25%BMCR，但在启动过程中再循环泵的最大实际流量也只有20%BMCR，其原因是在启动过程初期锅炉给水泵始终保持着5%BMCR的最小给水量，而整个启动过程中水冷壁系统始终保持25%BMCR的流量不变。采用再循环泵后可以大大减少启动初期的工质及热量的损失。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。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（434），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。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过热汽温再热汽温蒸发量t/h燃料投运日期codecase2328SA213TP310HCbN原町110002505665932970煤1997-7采用采用三隅110002506006002900煤1998-7采用采用舞鹤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6）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，如果屏式过热器和末级过热器汽温和壁温过高，则可利用由给水管引出较低温度的水喷入，达到较好的减温效果。再热器喷水水源来自给水泵中间抽头。4锅炉整体布置本锅炉采用单炉膛、型布置、悬吊结构。燃烧器布置为反向双切园燃烧方式。锅炉的汽水流程以内置式汽水分离器为分界点，从水冷壁入口集箱到汽水分离器为水冷壁系统，从分离器出口到过热器出口集箱为过热器系统，另有省煤器系统、再热器系统和启动系统。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。水冷壁为膜式水冷壁，由于全部为垂直管屏，因此可以不必采用结构复杂的张力板来解决下部炉膛水冷壁的重量传递问题。为了使回路复杂的后水冷壁工作可靠，将后水冷壁出口集箱（折焰角斜坡管的出口集箱）出口工质分别送往后水冷壁吊挂管和水平烟道二侧包墙二个平行回路，然后再用连接管送往顶棚出口集箱，与前水冷壁和二侧水冷壁出口的工质汇合后再送往顶棚包墙系统，这样的布置方式在避免后水冷壁回路在低负荷时发生水动力的不稳定性和减少温度偏差方面较为合理和有利。烟气流程如下：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气除尘器和引风机。流经省煤器出口烟气分配挡板的烟气由连接烟道送往回转式空气预热器。锅炉启动系统为带再循环泵系统，二只立式内置式汽水分离器布置于锅炉的后部上方，由后竖井后包墙管上集箱引出的锅炉顶棚包墙系统的全部工质均通过4根连接管送入二只汽水分离器。在启动阶段，分离出的水通过水连通管与一只立式分离器贮水箱相连，而分离出来的蒸汽则送往水平低温过热器的下集箱。分离器贮水箱中的水经疏水管排入再循环泵的入口管道，作为再循环工质与给水混合后流经省煤器水冷壁系统，进行工质回收。除启动前的水冲洗阶段水质不合格时排往扩容器系统外，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最低直流负荷运行期间由贮水箱底部引出的疏水均通过三只贮水箱水位调节阀送入冷凝器回收或通过炉水循环泵送入给水管道进入水冷壁进行再循环。借助于再循环泵和给水泵，在锅炉启动期间水冷壁系统内始终保持相当于锅炉最低直流负荷流量（25%BMCR），启动初期给水泵保持5%BMCR给水流量，随锅炉出力达到5%BMCR，三只贮水箱水位调节阀全部关闭，锅炉的蒸发量随着给水量的增加而增加，而通过循环泵的再循环流量则利用泵出口管道上的再循环调节阀逐步关小来调节，当锅炉达到最小直流负荷（25%BMCR），再循环调节阀全部关闭，此时，锅炉的给水量等于锅炉的蒸发量，启动系统解列，锅炉从二相介质的再循环模式运行（即湿态运行）转为单相介质的直流运行（即干态运行）。过热器采用煤/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。再热器调温以烟气挡板调温为主，燃烧器摆动调温为辅，同时在再热器入口管道上布置有事故喷水装置。制粉系统采用中速磨正压直吹式系统，每炉配6台磨煤机，B-MCR工况下5台运行，1台备用。每台磨供一层共24=8只燃烧器，燃烧器为低NOX的PM型并配有MACT型分级送风系统，以进一步降低NOX生成量。锅炉除渣用刮板式捞渣机，装于冷灰斗下面。4.1 炉膛及水冷壁炉膛水冷壁采用焊接膜式壁、内螺纹管垂直上升式，炉膛断面尺寸为32084mm15670mm，水冷壁管共有2144根，均为28.6mm5.8mm（最小壁厚）四头螺纹管，管材均为SA213-T12，节距为44.5mm，管子间加焊的扁钢宽为15.9mm，厚度6mm，材质SA387-12-1，在上下炉膛之间装设了一圈中间混合集箱以消除下炉膛工质吸热与温度的偏差。由前水冷壁上集箱出口的工质经顶棚管流入顶棚出口集箱，前部顶棚管386.2，节距为66.75mm, 共480根，管子材质SA213-T12，后部顶棚管的管子为548.5，节距为133.5 mm，共240根，所有顶棚管均为膜式壁。为降低阻力，二侧水冷壁上集箱出口的工质由连接管直接送往顶棚出口集箱，起到了顶棚管旁路的效果，对于回路结构复杂的后水冷壁上部则作单独处理，后水冷壁上部管经折焰角斜坡至后水出口集箱，然后进入汇集管再用连接管将后水冷壁工质送往水平烟道二侧包墙和后水冷壁吊挂管。水平烟道二侧包墙管共136根，为38.17.4mm，节距为89mm，采用SA213T12的光管，后水冷壁吊挂管共119根，管子为48.611.2，节距为267mm，材料SA213-T12，这二个平行回路出口的工质也均用连接管送往顶棚管出口集箱。这样所有从炉膛水冷壁出口来的全部工质均集中到顶棚出口集箱，然后由此集箱一部分用连接管送往后竖井包墙管进口集箱再分别流经后竖井的前、后二侧包墙及分隔墙，这些包墙管出口的工质全部集中到后包墙出口集箱，然后用四根大直径连接管送到布置于锅炉上方的汽水分离器，这里应说明的是顶棚管出口集箱的工质并不是全部送往包墙系统，有一部分通过旁通管直接进入包墙出口集箱，这样可以减少包墙系统的阻力，包墙系统的管子数据如下：前包墙管采用38.17.4mm，节距为133.5mm，共240根，材质SA213T12；后包墙管采用42.78.2mm，节距为133.5mm, 共239根，材质为SA213-T12；二侧包墙采用38.19.4mm，节距为111.25mm, 共200根，材质为SA213-T12；分隔墙为38.19.4mm，节距为100.13mm, 共319根。所有包墙管均采用膜式壁结构，管间扁钢厚为6mm，材质均为SA387-12-1，所有包墙管均采用上升流动，因此对防止低负荷和启动时水动力不稳定性有利。水冷壁下集箱不再采用MHI公司前几台垂直水冷壁所采用的类似于控制循环锅炉那样的大直径集箱（800900）而改用216mm的小直径集箱，并将节流孔圈移到水冷壁集箱外面的水冷壁管入口段，入口短管采用42.76的较粗管子，在其嵌焊入节流孔圈，再通过二次三叉管过渡的方法，与28.6的水冷壁管相接，这样节流孔圈的孔径允许采用较大的节流范围，可以保证孔圈有足够的节流能力，按照水平方向水冷壁的热负荷分配和结构特点，调节各回路水冷壁管中的流量，以保证水冷壁出口工质温度的均匀性，并防止个别受热强烈和结构复杂的回路与管段产生DNB和出现壁温不可控制的干涸（DRO）现象。4.2 启动系统启动分离器系统为内置式（见图6），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，分离出来的过热汽进入过热器，水则通过水连通管进入分离器贮水箱，通过再循环系统再循环，当机组渡膨胀时，贮水箱中的水由三只水位控制阀（WDC阀，也即分离器疏水调节阀）排入锅炉扩容系统或汽机冷凝器系统（根据炉水水质情况决定），锅炉负荷达到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。图6玉环1000MW超超临界锅炉启动系统启动分离器为立式，共2只，布置于锅炉后部上方，分离器外径为1100，壁厚为128mm，高度为3.71m，材料为SA182-F12-2（锻件），由后包墙管出口集箱引出的4根45772材质为SA335P12的连接管切向引入二只汽水分离器，在分离器的底部布置有一根轴向引出的水连通管通往分离器贮水箱，此连通管为50878mm，材质为SA335P12，因此共有2根水连通管通往分离器贮水箱，汽水分离系统的水容积要满足水位调节阀执行机构动作时间的要求。贮水箱底部引出的一根出水管采用55973的管子，材质为SA-106C。在这疏水管上引出一路去冷凝器的三只水位调节阀的三个支管，供启动阶段特别是启动初期的汽水膨胀阶段时稳定分离器水位并回收工质用。贮水箱疏水总管直接与循环泵入口相接，通过此循环泵为启动阶段提供再循环水量，泵出口管为40662的SA-106C管子，其上装有再循环调节阀（BR阀）和逆止阀，在循环泵上的入口管道上则装有电动闸阀，汽水分离器贮水箱为立式布置，尺寸1174140mm，总高度为13.8m，材质同汽水分离器（见图7）。图7汽水分离器及储水箱为了在启动时加热循环泵和泵的进出口的管道，特别是在热态启动时缩短启动时间，由省煤器出口管道上引出一加热管以加热循环泵和泵的出口管道和去冷凝器的疏水管道。由于管道上装设的截止阀是常开式，因此当锅炉转入直流运行，启动系统已解列的情况下仍能有一定量的热水流经启动系统的上述管道，使启动系统处于热备用状态。为了保持循环泵入口有一定的过冷度，防止产生“汽蚀”，即保证足够的净正吸水压头（NPSH）值，自给水管道上引出一管道与泵入口管道相接以达到降温的作用。4.3 过热器系统过热器系统采用四级布置（见图8），以降低每级过热器的焓增，沿蒸汽流程依次为水平与立式低温过热器、分隔屏过热器、屏式过热器和末级过热器。由两只汽水分离器顶部引出的二根蒸汽连接管（469.968mm，SA335P12）将蒸汽送往位于后竖井中的水平低温过热器入口集箱，流经水平低过的下、中、上管组，水平低过蛇形管共有240片，每片由5根管子组成，管子为50.8，节距为133.5mm，壁厚为8.18.4mm，材质为SA213T12，由水平低过的出口段与立式低过相接，管径亦为50.8，节距为267mm，以降低烟速，材质也是SA213T12，由立式低过出口集箱引出的2根50878的连接管上装有二只第一级喷水减温器，通过喷水减温后进入分隔屏入口集箱。分隔屏共有12大片屏，每个大屏又由4个小屏组成，每大屏各有60根54的管子，按照壁温，分别采用SA213-T22（壁厚为9.913mm）和SA213-TP347H（壁厚为7.29.3mm）材料，由分隔屏出口集箱引出的2根508108（SA335 P22）连接管上装有二只第二级喷水减温器，其出口管道为609.6118，蒸汽进入屏式过热器入口集箱（355.671，SA335 P22）。屏过蛇形管共有56屏，每屏由13根管组成，横向节距为534mm，管子材质为SA213T22，Code case 2328（18Cr钢）以及SA213TP301HCbN（HR3C），管径为50.8/63.5，屏过出口集箱为444.576（SA355 P91），由屏过出口集箱引出2根55883连接管，管上装有二只第三级喷水减温器，喷水后的蒸汽进入末级过热器入口集箱（431.8；SA335P91），末过蛇形管共有92屏，每屏由16根管弯成，管径为57.1/48.6，材质为Code case 2328和SA213TP310HCbN，横向节距为333.8mm，末过出口集箱为558.8，材质为SA335P91。由末过出口集箱引出二根主汽导管送往汽机高压缸，主汽导管为610129mm，材质为SA335P91。主汽导管装有1只弹簧式安全阀，4只PCV阀，在二只汽水分离器蒸汽引出管的连通管中装有7只过热器入口弹簧安全阀。过热器系统共装有三级喷水减温，每级左右二点，能充分消除过热汽温的左右偏差。图8过热器系统图4.4 再热器再热器分成低温再热器和末级再热器二级（见图9）。低温再热器布置于尾部竖井中，由汽机高压缸来的排汽用二根76225（A672 B70 CL32）的导管送入水平低温再热器入口集箱，水平低再共240片，每片由6根管子组成，节距为133.5mm, 管子规格为63.5mm，分下、中、上三组，材质依次为SA209-T1、SA213T12及SA213-T22，壁厚为3.54.1mm, 水平低再出口端与立式低再相接，立式低再共有120片，节距为267mm，管径为63.5mm,材质为SA213T91，壁厚为3.5mm，由立式低再出口集箱引出二根76247（SA335P22）的连接管，其出口蒸汽进入末级再热器入口集箱，集箱为711.259，材质为SA355P22，末再蛇形管共120片，每片由9根管组成，横向节距为267mm，其材质为Code case 2328和SA213TP301HCbN。末再出口集箱为787.467，材质为SA355P91，由末再出口集箱引出的2根热再热导管将再热汽送往汽机中压缸，热段再热蒸汽导管采用81345，材质为A691GrP91。在再热器的进口导管上装有8只弹簧式安全阀，在再热器的出口导管上装有2只弹簧式安全阀。图9再热器系统图4.5 省煤器在尾部竖井的前、后分竖井的下部各装有一级省煤器，省煤器为顺列布置，以逆流方式与烟气进行热交换（见图10）。给水由61065（SA106C）的导管送往省煤器入口集箱，省煤器为光管式，顺列布置，每级省煤器各有354片，采用456.6mm管子，横向节距为90mm，材质为SA210C。前后级省煤器向上各形成二排吊挂管，悬挂前后竖井中所有对流受热面，悬挂管材质为SA210C，节距为267 mm，省煤器入口集箱为298.553，材质为SA106C；省煤器中间集箱为216.342，材质为SA106C；省煤器出口集箱置于锅炉顶棚之上，采用46973的管子，材质为SA106C。由省煤器出口集箱引出2根45762的连接管将省煤器出口水向下引到水冷壁入口集箱上方二只汇合器，再用连接管分别将工质送入各水冷壁的入口集箱。图10省煤器系统图4.6燃烧设备锅炉的制粉系统为中速磨正压直吹系统，磨煤机共6台，BMCR时5台投运，一台备用。磨煤机出口煤粉细度为R200=80%。燃烧器共48只，布置于前后墙上，形成二个反向双